淺析架空線路無人機巡線技術

謝毅思+戴美勝

摘 要：架空線路是我國當前電力傳輸中十分常見的線路，然而，由于多種因素的影響，架空線路安全運行很容易受到影響，為保證架空線路可以正常運行，及時發現故障，無人機巡線技術被應用進來，但目前很多人對無人機巡線技術的了解還不透徹，因此，文章將從無人機巡線技術基本情況入手，重點研究架空線路無人機巡線技術。

關鍵詞：架空線路；無人機；巡線技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.194

隨著無人機巡線技術在架空線路檢查中的運用，不僅降低了巡線工作難度，還提高了工作效率，縮減了巡檢成本，然而現有無人機巡線技術并不是毫無缺陷，有待提高之處還有很多，因此，有必要對架空線路中無人機巡線技術展開研究。

1 巡線無人機概述

所謂的巡線無人機實際上是一種主要用于巡檢架空線路的無人機設備，主要是利用電控遙感技術控制無人駕駛的飛行器檢查架空線路健康狀況。一般來講，巡線無人機主要有三種形式，分別為固定翼式、直升機式以及小型旋翼式，由于類型不同它們的作用與優缺點也會不同，如固定翼無人機續航時間較長，但卻不能懸停；直升機式無人機可以懸停，但飛行速度較差；小型旋翼式可以懸停，但載重過小，且抗風能力較差[1]。總的來說每種類型的無人機都有自己的優缺點，只要結合實際情況選擇合適的巡線無人機即可。

2 架空線路無人機巡線技術分析

2.1 視覺跟蹤技術

對于架空線路中的無人機來說，視覺跟蹤技術是不可缺少的一部分，它是躲避障礙物與導航的重要組成部分。通過對我國現有巡線無人機中的視覺跟蹤技術研究可以發現，其中還存在一些問題，即由于機體飛行振動，會影響到畫面質量，再加上導線直徑過短，這在一定程度上也會影響到圖像背景，進而影響到跟蹤的進行。所以，在后來的研究中利用了霍夫變換跟蹤算法，隨著這一算法的應用不僅可以同時完成對三條導線的跟蹤檢查，還可以控制無人機在工作中的位移，即便是在圖形背景相對雜亂的情況下，在該算法的作用下無人機依然可以完成線路跟蹤與檢查，有效彌補了原有跟蹤的不足。

2.2 位置控制技術

在架空線路檢查中，無人機的應用會受到多種因素的影響，尤其是環境與天氣的影響較大，為保證無人機可以正常工作，保證其安全系數，在巡線工作中還需要加大對位置控制技術的重視。現代用于架空線路巡線的無人機位置控制系統相對完善，主要利用LQG控制器調整無人機的動作，如果無人機在運行中出現偏行的情況則借助PID控制器來完成，之所以應用該控制器其原因在于其綜合性能較好，隨著它們的運用，不僅有效提升了無人機的綜合性能，還可以在讓相關工作人員無人機處于懸停狀態下時借助繩索等拖拉機體，這也是保證控制系統正常運轉的基礎[2]。

2.3 故障檢測技術

無人機的主要作用是檢查架空線路健康狀態，這就需要無人機巡線技術中有故障檢測技術。對于無人機巡線技術中的故障檢測技術來說，主要有以下幾種：

第一，激光雷達檢測技術。這一技術有著屬于自己的優勢，它的應用不僅可以提高定量測量精度，還能在激光測距裝置的作用下了解線路與建筑物或周邊植物間的距離，進而實現精準測量，同時也可以為樹木砍伐等工作提供一定的參考一斤。再者，在激光雷達技術的作用下，還可以獲得真實有效的激光點云信息，也可以在航空數碼裝置的作用下提供必要的輔助信息。

第二，視覺探測技術。該技術中應用了高清攝像裝置，主要用于視頻與圖片拍攝，同時在該技術的作用下也可以完成信息的傳輸與存儲，相關工作人員根據傳輸回來的圖像便可了解架空線路是否存在問題，在該技術的作用下，相關工作人員不僅可以發現線路絕緣層是否出現損壞，還可以了解其變形等情況。

第三，紫外線與紅外線探測技術。在用于架空線路巡檢的無人機中通常裝有紫外線與紅外線探測設備，它們的應用不僅可以將圖像展示在屏幕上，還可以完成圖像分析與檢測，相關工作人員也可以了解電暈強度等，同時，在這些技術的作用下還可以發現線路中是否存在線夾或接頭的情況，尤其是存在發熱點的時候，這些技術可以將其第一時間展示出來[3]。

2.4 無線通信技術

對于無線通信技術來說，它的作用是在無人機與基站間傳遞信息，主要是借助無線傳輸裝置來完成的。由于無人機中有記憶功能，所以，它可以將每個時段拍攝的圖像或視頻記錄下來，并傳遞為相關工作人員，這樣巡線工作人員可以隨時了解線路與無人機情況，同時基站相關工作人員也可以向無人機發出命令，讓巡檢工作進行的更順利。此外，現代無人機中所使用的無線通信技術具有一定的抗干擾作用，這樣也可以為長距離接受信號信息奠定基礎。

2.5 無人機組合

在架空線路的無人機巡檢中，通常采用無人直升機與固定翼機相結合的方式，也可以根據實際情況選擇其他的無人機組合方式，其最終目的是為了更好的完成架空線路巡檢工作。在上文中得知，每種無人機類型的不同使得它們的作用各不相同，同時也有著自己的優劣性，為做好架空線路檢查，就需要做好無人機組合分析，根據需要檢查的內容分組，如已知架空線路某處已經出現了故障，這時可以采用小型旋翼式無人機與直升機式無人機相組合的方式完成巡檢工作，這樣兩者的優缺點可以互補，隨著無人機組合的實現不僅可以線路檢查，還能更全面的了解架空線路信息的真實情況。因此，在實際進行架空線路檢查的過程中一定要加強與現實情況的聯系，只有這樣才能完成其工作。

3 結束語

通過以上研究得知，無人機巡線技術已經成為現代架空線路檢查中不可缺少的一部分，隨著它們的運用有效提升了檢查速度，降低了人工檢查的不良風險，同時也擴大了巡檢范圍，因此，應重視無人機巡線技術在架空線路檢查中的運用，且不斷提升與改進現有技術中的不足，只有這樣才能順利完成架空線路檢查工作。

參考文獻：

[1]李力.無人機輸電線路巡線技術及其應用研究[D].長沙理工大學，2012.

[2]孫宏彪，石榮輝，曾靈聰，盧雨翔，陳星.多旋翼無人機在超高壓輸電線路巡線技術的應用[J].科技創新與應用，2016（32）：208.

作者簡介：謝毅思（1990-），男，湖南醴陵人，碩士，主要研究方向：電力系統運行、控制與保護。endprint