基于物聯(lián)網(wǎng)的無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)

馮珊珊

（遼寧建筑職業(yè)學院，遼寧 遼陽 111000）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)作為一種新技術(shù)形式的建立發(fā)展，對輸電線路的綜合性能提出了越來越高的要求，這就要求輸電線路有協(xié)調(diào)、安全的能力。輸電線路狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)是目前輸電線路系統(tǒng)的一個重要組成部分，能夠?qū)崟r監(jiān)視和控制傳輸能力和輸電線路的運行狀態(tài)。技術(shù)人員應(yīng)該熟悉利用通信技術(shù)，從感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層等的硬件連接技術(shù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，形成衛(wèi)星定位技術(shù)，提高輸電線路狀態(tài)監(jiān)視能力，開發(fā)智能輸電線路和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

1 概述

從設(shè)計的角度來看，無人機體積小，可移動。在應(yīng)用于輸電線路檢查后，可以有效地提高輸電線路檢查的整體質(zhì)量和管理水平，使經(jīng)濟和社會效益最大化。它也可用于尋找輸電線路上的故障點，并由無人駕駛飛機探測輸電線路的運行狀態(tài)。這可以有效地防止故障，并準確和及時地定位故障所在的位置。隨著社會經(jīng)濟的不斷的發(fā)展，越來越多的高壓電線電路變得越來越困難，如在絕緣子閃絡(luò)、雷擊、萃取和磨損等遠距離傳輸，傳輸、塔樓，由于自然條件甚至山區(qū)溪流斷裂時往往會出現(xiàn)人工問題，爬桿等傳統(tǒng)方法導致人員受傷，輸電線路運行狀態(tài)，自然條件，勞動強度低效，人身安全保障不高、成本高的問題，很難保證質(zhì)量，在電網(wǎng)上視察，并滿足安全方面的工作。

2 當前輸電線路巡視現(xiàn)狀

2.1 愈發(fā)復雜的巡視環(huán)境

目前，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速，覆蓋了我國大部分地區(qū)。然而應(yīng)當指出的是，許多輸電線路都在山地，地理環(huán)境極為復雜，氣候條件也很惡劣。在中國西北部，主要是山丘和山脈，大部分傳輸線都在那里，盡管大多數(shù)塔建設(shè)在沒有人居住的土地，這使得檢查專員很難找到問題的點，因此他們面臨未知的風險。氣候越來越復雜的檢查條件往往造成巨大的物質(zhì)和人力費用，并帶來許多安全風險。

2.2 較多的巡線內(nèi)容

對輸電線路的檢查一般較多，覆蓋范圍更廣。這就增加了手工檢查的工作量，并要求檢查人員具備更多的綜合能力。這項工作的主要內(nèi)容是檢查線路對環(huán)境的影響。對輔助設(shè)備的檢查主要包括各種保護設(shè)備的操作狀態(tài)、固定件的腐蝕程度。警報信號的存在和監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。從無人機環(huán)境檢查的角度來看，相應(yīng)的部件包括地面活動、航線和樹木、建筑物的安全距離、航線周圍的地面沉積以及建筑環(huán)境等。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的無人機輸電線路巡檢系統(tǒng)

3.1 應(yīng)用于故障點查找

將小型固定攝像機設(shè)置于無人機的吊艙當中，這個過程只需要操作無人機，相應(yīng)的圖像信息就會被拍攝。然后將通過數(shù)字轉(zhuǎn)換有效地保存它們，以便工作人員能夠識別電路分析和實際情況，并制定適當?shù)慕鉀Q方案。這種檢查通常是在電路周圍的環(huán)境發(fā)生重大變化或電路受到外力時進行的。在雷暴、暴雨、泥石流、洪水等情況下，各種外力會影響輸電線路，造成故障或問題。在這一階段，如果存在重大風險或不容易手動操作，應(yīng)隨時啟動巡邏。輸電線路運行條件時使用無人機的核實，有必要提供合理的規(guī)律性的輸電線路，并根據(jù)季節(jié)特點進行巡邏，有效運輸航線的勞工和環(huán)境條件的變化。如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)檢查主要故障點，以便準確定位。同時考慮到故障點的實際狀況，設(shè)施的損壞程度，對故障點，有一個適當?shù)膽?yīng)急預(yù)案，迅速就位來修理或更換故障設(shè)備，以便恢復線運行。

3.2 巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計

作為本研究的一部分，設(shè)計了一種橋式結(jié)構(gòu)，用于克服輸電線路的障礙。深入比較研究后，保證更高的可靠性，因為在高壓傳輸線位于下方的面積，從而無法穿過頭部與塔的一個飛躍搖擺手臂，機器人必須配備安全帶。為了提高穩(wěn)定性和業(yè)務(wù)連續(xù)性的齒輪之間的協(xié)作機器人，不僅可以適應(yīng)現(xiàn)有電網(wǎng)的鋼制輪結(jié)構(gòu)，重量也相對加強機器人電池組和解決問題的能力。在某種程度上而言，電池的壽命也會相應(yīng)的得到提高。此外，結(jié)構(gòu)成本低，安裝和維護方便。由于本文的研究對象是未來的多傳感器機器人，所以它在不同距離的導線上進行合作。首先要考慮的不僅是機器人自身姿態(tài)角的實時計算，還要考慮基于機器人GPS位置信息的自主運動規(guī)劃。主控制平臺配有專用的機器人控制軟件。對于需要人工干預(yù)的復雜任務(wù)，操作者可以通過自動檢測或使用人機界面實時手動控制來設(shè)置和切換機器人?；蚋聟⒂^路線計劃，并指派機器人執(zhí)行新的參觀任務(wù)。機器人檢測模塊，控制身體的一部分，探測器可單獨使用傳輸，在線放電電阻和中空，機身本體攝像頭和超聲波檢查，輸電線路絕緣子的硬件方面，實時觀測條件和高性能數(shù)字控制和交互模塊的土壤。

3.3 利用多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建狀態(tài)監(jiān)測體系

風力振動是造成電網(wǎng)輸電線路疲勞和損壞的主要原因之一，在某種程度上隱瞞長期風蝕傳輸線的損壞程度其他技術(shù)人員根據(jù)實際安裝電線的情況，在線上安裝了加速度傳感器，以監(jiān)控電力線。振動發(fā)明基于無線智能機械系統(tǒng)。在所有區(qū)域都可以廣泛應(yīng)用于輸電線路，從而有效地降低輸電線路故障的風險。除此之外，還必須預(yù)測冰蓋覆蓋狀況以及溫度、環(huán)境和濕度數(shù)據(jù)。動態(tài)監(jiān)視技術(shù)可以監(jiān)視線路實時狀態(tài)監(jiān)視傳感器的導體，獲得諸如風速、風向等信息。運行溫度和光輻射，并根據(jù)實地的實際情況確保線路運行的安全性，以提高電容。傳輸技術(shù)人員將傳感器安裝在線路或連接點上，實時監(jiān)視紗線并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到監(jiān)視中心，以計算線路傳輸能力，增加動態(tài)容量。

3.4 確保無人機在輸電線路巡線方面得以順利應(yīng)用的保障措施

除了代替巡邏的傳統(tǒng)手工模型外，還應(yīng)繼續(xù)將技術(shù)應(yīng)用于通信線路的日常巡邏。建立一條有效的傳輸線，將數(shù)碼技術(shù)和大規(guī)模信息技術(shù)結(jié)合起來，可以進行智能巡邏，促進電力工業(yè)的健康和迅速發(fā)展。著眼于獲得適當?shù)募夹g(shù)專門知識，主要是因為這些技術(shù)不僅要確保對無人機的有效控制，而且要有效預(yù)測無人機巡邏階段出現(xiàn)的問題，從而能夠遠程調(diào)整捕獲條件。將無人機技術(shù)應(yīng)用于輸電線路巡邏線，可以及時檢查和探測有關(guān)設(shè)備和線路，然后將數(shù)據(jù)傳送給指揮中心，并根據(jù)需要重新部署人員。無人駕駛飛行器巡邏線路的結(jié)果以迅速消除故障并解決問題，因此，有關(guān)部門需要建立一個專業(yè)的電力巡邏管理小組，以確保及時維護電力供應(yīng)。無人機必須自動跟蹤直線塔并準確控制其核心功能，例如全球定位系統(tǒng)導航和地理匹配，以便能夠根據(jù)角點進行直線巡邏。為了確保無人機飛行的穩(wěn)定性，安裝的照相機框架應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，并配備紅外和可見成像設(shè)備，以確保照相機的穩(wěn)定性和高分辨率的攝像。

4 結(jié)束語

監(jiān)測和評估輸電線路的狀態(tài)是智能網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。互聯(lián)網(wǎng)對象技術(shù)的引入有助于提高輸電線路的監(jiān)控、診斷、操作和管理水平，促進智能電網(wǎng)的發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)及其特點，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，分析了無人機巡檢自動監(jiān)控技術(shù)和技術(shù)動態(tài)，有助于輸電線路的穩(wěn)定性，使輸電線路的對象在互聯(lián)網(wǎng)上通過參考網(wǎng)絡(luò)進行跟蹤研究。