無人機在架空輸電線路巡檢中的應用研究

　　摘要：架空輸電線路巡檢是保障電網安全運行的重要方式，隨著電網的不斷發展，輸電線路所經過區域的不斷擴大，如何保證輸電線路的安全、穩定運行已經成為一個重要的問題。以往傳統人工登塔的巡查方法，不僅工作量大，而且運行的時間比較長，無法提高實際巡查效率，特別是在對一些復雜區域進行巡查的過程中，還會面臨生命安全威脅。無人機的使用，提高了輸電線路巡視工作的效率，保證了巡視人員的安全。

　　關鍵詞：無人機;架空輸電線路;巡檢;應用

　　一、應用無人機進行巡檢的重要性

　　輸電線路是電力系統的重要組成部分。因為輸電線路的運行環境比較惡劣，建設區域內的地形地貌也比較復雜，線路運行中不但要承受正常的機械載荷和電力負荷的內部壓力，還要經受雷擊、強風、污穢、滑坡及鳥害等外界侵害，這些情況將會使線路上的各個元件老化。因此，一旦在安全巡查的過程中沒有及時發現線路存在的問題，就會對電力系統的供電質量產生影響。通過對輸電線路的巡視檢查來了解線路的運行狀況及周圍環境的變化，及時發現設備缺陷和隱患，從而預防事故發生，保證線路的安全穩定運行。

　　二、無人機巡檢內容

　　(一)正常巡檢

　　與傳統人工巡視相比，無人機搭載的高清攝像頭可在幾分鐘內對某段導線或某一基桿塔全方位巡視，并在關鍵位置拍攝照片，可以清晰查看輸電導線、地線、桿塔、附屬設施及通道情況。

　　(二)故障巡檢

　　根據故障信息確定重點巡檢區段和部位后，無人機可以較為精細地查找故障點及異常情況;也可輔助完成鳥害、樹竹、山火、外破等特殊巡視。人工故障巡視時，地面巡視人員主要借助望遠鏡對輸電線路下表面的情況進行觀察，而設備上表面就需要登桿塔巡視。登桿塔巡視不但效率低，而且對巡視人員的人身安全有一定的威脅。相對而言，使用無人機故障巡視可以在故障范圍內近距離從各個角度清楚地發現設備缺陷及異常區域，免除人工登桿塔巡視的一系列繁雜過程。從實踐經驗來看，故障巡視時采用無人機，至少可以縮短30%的巡視時間，還能有效發現輸電設備放電點(放電點處設備上會存在灰白色小點)。

　　(三)特殊巡檢

　　突變氣候下(氣溫驟變、暴風雨、大雪和覆冰等)或自然災害(地震、泥石流等)及線路負荷有較大變化等特殊情況下，利用無人機對線路區段和部件巡視精準化。以紅外測溫為例，采用四旋翼無人機掛載專用紅外測溫儀避免人工紅外測溫登塔，人手輕微抖動造成測溫取點有偏差。

　　三、輸電線路巡視中無人機應用的技術

　　(一)視覺跟蹤技術

　　無人機執勤時有導航功能，通過線塔的視覺跟蹤技術可精確躲避障礙物。但是，實際操作過程中，工作環境中的無人機振動，影響相機的穩定性，造成部分圖像不夠清晰。

　　(二)無線通信網絡技術

　　無人機檢查中會攝制線路影像與關鍵影像，這一部分的圖像需傳送到數據接收器。無線通信網絡技術構建地面基站計算機與無人機的雙向通信。數據交換通過線路檢測的智能感測數據，構建無人機的具體位置信息，由控制站計算機發射，以掌控直升機滑翔的各種信息。因為無線通信技術平穩、安全、可信、抗干擾能力強，直升機能于遠程巡邏與干擾條件之下構建控制站和無人機間的信息傳輸。

　　(三)線路故障探測技術

　　第一，視覺檢查技術。無人機上安裝高清攝像機，能實時檢測線路裝置的表面故障，并且把圖像信息儲存到上位機。人可通過圖像識別算法確認線路設備的缺陷類型。第二，紅外線與紫外線探測技術。無人機通過紅色與紫外線攝像設備展開檢測，依據圖像熱源可辨別線路中的連接器、絕緣子與夾具存在的問題。通過紫外線接收裝置分解紫外線信號圖像，確認線路日冕強度與日冕的特定位置，進而辨別線路損傷與絕緣子放電故障。第三，通過包含時隔波振幅雷達與脈沖雷達在內的激光器方向特性，構建激光雷達探測技術。激光測距原理包含用作火箭時隔或是脈沖激光器信號的測距儀。激光器目標碰到目標反射，可精確記錄激光器來往時間、測量距離和測量目標距離。

　　四、無人機巡檢發展

　　目前，無人機巡檢正在研發的缺陷自動識別和研判系統將為無人機巡檢開拓新的發展空間，續航能力、飛控距離有限、整理無人機巡查輸電線生成的海量視頻數據、圖像信息難題、缺陷的研判等一些現實問題在輸電線路巡視、檢修有著廣闊的應用前景。1)中繼無人機、任務無人機協同巡檢作業，為穿越山區架空電力線路巡檢提供便捷，實現復雜地形遠距離、長航時，超視距輸電線路巡檢。2)基于視覺的自動智能無人機檢測系統發展。借助無人機和遙感技術，J2EE 技術，采用多傳感器集成方式，提高線路巡檢整體質量和安全水平。可視化輔助系統——輸電線路無人機超視距巡視智能操控系統，內置多種智能業務化作業模式，實現航線自動規劃、一鍵起飛、自主作業、自動返航、斷點續飛、智能避障等特點，實現輸電線路的超視距智能巡視。輸電線路智能運檢管控平臺提升精細化巡檢的管理水平。

　　五、結語

　　架空輸電線路巡查工作在開展的過程中，會耗費大量人力及物力資源，并且對工作的要求比較高。如果在開展工作的過程中，工作人員出現操作失誤的情況，就會降低巡查工作質量。應該制定科學合理的巡視制度，對各項行為進行約束，提高工作質量和效率。在進行輸電線路安全巡視中，采用無人機技術，不僅可以降低工作成本，節省工作的時間，而且能保證巡視人員的安全。因此，在未來的線路巡視工作開展中，需加大無人機技術的應用。

　　參考文獻：

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