無人機(jī)在輸電線路運(yùn)維檢修中的應(yīng)用分析

劉洋 魏鋼

1.內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司航檢分公司 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000；2.內(nèi)蒙古超高壓供電局 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000

前言

無人機(jī)技術(shù)提出時間較早，但由于計(jì)算機(jī)編程、通信技術(shù)不夠成熟使得無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用存在局限性，近年來人工智能、5G、半導(dǎo)體等先進(jìn)技術(shù)的推出為無人機(jī)的推廣應(yīng)用提供了極大推力，尤其是在障礙探測方面，機(jī)器視覺的技術(shù)應(yīng)用可以使無人機(jī)在飛行過程中實(shí)現(xiàn)快速避障和路線規(guī)劃。在輸電線路運(yùn)維檢修工作中利用傳統(tǒng)的人工巡檢方式需要電力企業(yè)投入較多的人力和物力資源，并且故障位置點(diǎn)的查找處理效率偏低不能及時有效處理風(fēng)險隱患問題，通常是在電力事故發(fā)生后才能對故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)處理，在無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下將改善輸電線路運(yùn)維檢修現(xiàn)狀，通過對無人機(jī)技術(shù)功能的深入開發(fā)還更有利于電力企業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

1 輸電線路運(yùn)維檢修中無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)

1.1 實(shí)時圖像處理

實(shí)時圖傳是無人機(jī)中最為突出的優(yōu)勢特征，搭載在無人機(jī)上的高清攝像頭能夠?qū)⒓芸蛰旊娋€路的狀況信息回傳到地面接收裝置上，減少了維護(hù)檢修人員攀爬桿塔的工作負(fù)擔(dān)。并且實(shí)時圖像處理還能為輸電線路維護(hù)檢修作業(yè)規(guī)劃提供支持，從無人機(jī)拍攝的圖像信息中可以真實(shí)掌握輸電線路的整體情況，進(jìn)而從整體出發(fā)使輸電線路運(yùn)維檢修更加合理科學(xué)。此外，實(shí)時圖像處理技術(shù)還將為無人機(jī)的調(diào)控提供支持，由于架空輸電線路高度較高，無人機(jī)在升空飛行過程中難免會受到氣流影響，如果圖傳信息存在延時則會導(dǎo)致無人機(jī)控制操作存在風(fēng)險，而在實(shí)時圖像處理下無人機(jī)監(jiān)測的圖像能夠瞬時傳輸至操作端，使維護(hù)檢修人員能夠根據(jù)輸電線路設(shè)備分布情況對無人機(jī)飛行路徑做出調(diào)整[1]。

1.2 飛行掛載

在當(dāng)前輸電線路運(yùn)維檢修中無人機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢特征還體現(xiàn)在飛行掛載上?，F(xiàn)代無人機(jī)設(shè)備可掛載的設(shè)備類型多樣，并且可以根據(jù)操作作業(yè)需求、操作環(huán)境等對掛載裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。例如，在輸電線路檢修勘查、缺陷復(fù)核、設(shè)備測溫等運(yùn)維檢修操作中可以分別掛載不同的監(jiān)測設(shè)備來完成相應(yīng)信息數(shù)據(jù)的收集。另一方面，在輸電線路常規(guī)巡檢中也可以通過掛載紅外測溫?cái)z像頭對山火隱患、設(shè)備電火花等風(fēng)險隱患進(jìn)行有效監(jiān)測，確保輸電線路穩(wěn)定安全地運(yùn)行。

1.3 自動化調(diào)控

無人機(jī)技術(shù)在輸電線路運(yùn)維檢修中的應(yīng)用并不僅僅是為了減輕維護(hù)檢修人員的工作負(fù)擔(dān)，更多的是通過對現(xiàn)代化設(shè)備的配置為電力企業(yè)建設(shè)發(fā)展提供支持。通過將無人機(jī)技術(shù)與電力自動化技術(shù)進(jìn)行融合可以做到輸電線路全方位運(yùn)行情況監(jiān)測，改善了當(dāng)前電力自動化控制設(shè)備只能監(jiān)測輸電線路單一的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)局面，并且還能通過對無人機(jī)進(jìn)行自動化控制定點(diǎn)對輸電線路故障位置進(jìn)行處理。

2 無人機(jī)在輸電線路運(yùn)維檢修中的應(yīng)用分析

2.1 無人機(jī)駕駛技術(shù)

無人機(jī)駕駛技術(shù)應(yīng)用能夠保障無人機(jī)設(shè)備準(zhǔn)確無誤地完成輸電線路運(yùn)維檢修作業(yè)動作要求，不同于一般的無人機(jī)攝像或編程表演，在輸電線路運(yùn)維檢修中更需要無人機(jī)操作者具備一定的飛行控制技術(shù)，確保無人機(jī)在長時間飛行巡查過程中不會脫離路線，不會因?yàn)榫嚯x過遠(yuǎn)而失去控制等問題。在無人機(jī)駕駛技術(shù)中自主懸停控制操作的要求最高，一方面需要無人機(jī)具備相應(yīng)的感應(yīng)模塊以配合控制者完成空中懸停操作。另一方面則需要控制人員充分了解架空線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使無人機(jī)在飛行和懸停時與輸電線路保持一定距離。在當(dāng)前的輸電線路運(yùn)維檢修中無人機(jī)巡查多數(shù)是通過程序指令編輯使無人機(jī)按照規(guī)劃路徑自動飛行并對對應(yīng)檢測點(diǎn)位進(jìn)行記錄，這一技術(shù)應(yīng)用將更能確保無人機(jī)飛行安全性，提高輸電線路運(yùn)維檢修工作的整體效率[2]。

2.2 機(jī)器視覺技術(shù)

機(jī)器視覺是無人機(jī)技術(shù)中最主要的功能組成，在機(jī)器視覺技術(shù)作用下才能有效實(shí)現(xiàn)避障和路徑規(guī)劃、導(dǎo)航等飛行要求。架設(shè)在山區(qū)野外環(huán)境下的輸電線路會對無人機(jī)飛行作業(yè)造成極大的阻礙，一方面樹枝枝丫、建筑設(shè)施、飛鳥等遮擋物會對無人機(jī)飛行產(chǎn)生遮擋，另一方面在野外露天環(huán)境中無人機(jī)飛行還會受到環(huán)境因素的影響，例如，天然磁場、風(fēng)穴等，在這類環(huán)境中飛行圖傳質(zhì)量和飛行穩(wěn)定性會大大降低。而在機(jī)器視覺技術(shù)下可以通過三維點(diǎn)陣的方式使無人機(jī)對障礙位置進(jìn)行記憶，從而在下次飛行過程中自動避開障礙。此外，還可以利用機(jī)器視覺技術(shù)去識別輸電線路路徑，使無人機(jī)能夠根據(jù)線纜分布情況即時修正飛行路線，避免無人機(jī)在巡視過程中因?qū)Ш交虺绦蛑噶罹幊虇栴}而出現(xiàn)飛行事故。

2.3 激光雷達(dá)故障排查技術(shù)

激光雷達(dá)故障排查技術(shù)在當(dāng)前輸電線路運(yùn)維檢修工作中有著重要的應(yīng)用。架設(shè)在野外環(huán)境中的輸電線路極易受到外部遮擋物、懸浮物的影響而出現(xiàn)跳閘或異常放電的事故，然而在傳統(tǒng)的運(yùn)維檢修工作中面對輸電線路周圍的干擾物總是采取及時清除的方式，并沒有考慮對生態(tài)環(huán)境的影響。而通過掛載在無人機(jī)設(shè)備上的激光雷達(dá)檢測裝置可以對輸電線路與遮擋物間的安全距離進(jìn)行準(zhǔn)確、詳細(xì)的測量，避免亂砍濫伐植被破壞的情況出現(xiàn)。同時，通過激光雷達(dá)故障排查技術(shù)還將輸電線路高空的影像信息傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備上，為電力走廊數(shù)據(jù)信息的完善提供一定支持[3]。

3 結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)在輸電線路運(yùn)維檢修工作中有著廣泛的應(yīng)用，電力企業(yè)應(yīng)加大在運(yùn)維檢修隊(duì)伍中無人機(jī)技術(shù)的相關(guān)資源配置，在對無人機(jī)技術(shù)功能與應(yīng)用的深度開發(fā)下才能進(jìn)一步提高電力作業(yè)效率。