淺析架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)

謝毅思+戴美勝

摘 要：架空線路是我國(guó)當(dāng)前電力傳輸中十分常見(jiàn)的線路，然而，由于多種因素的影響，架空線路安全運(yùn)行很容易受到影響，為保證架空線路可以正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)被應(yīng)用進(jìn)來(lái)，但目前很多人對(duì)無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)的了解還不透徹，因此，文章將從無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)基本情況入手，重點(diǎn)研究架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)。

關(guān)鍵詞：架空線路；無(wú)人機(jī)；巡線技術(shù)

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

隨著無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)在架空線路檢查中的運(yùn)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(xiàn)有無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)并不是毫無(wú)缺陷，有待提高之處還有很多，因此，有必要對(duì)架空線路中無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)展開(kāi)研究。

1 巡線無(wú)人機(jī)概述

所謂的巡線無(wú)人機(jī)實(shí)際上是一種主要用于巡檢架空線路的無(wú)人機(jī)設(shè)備，主要是利用電控遙感技術(shù)控制無(wú)人駕駛的飛行器檢查架空線路健康狀況。一般來(lái)講，巡線無(wú)人機(jī)主要有三種形式，分別為固定翼式、直升機(jī)式以及小型旋翼式，由于類型不同它們的作用與優(yōu)缺點(diǎn)也會(huì)不同，如固定翼無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間較長(zhǎng)，但卻不能懸停；直升機(jī)式無(wú)人機(jī)可以懸停，但飛行速度較差；小型旋翼式可以懸停，但載重過(guò)小，且抗風(fēng)能力較差[1]?？偟膩?lái)說(shuō)每種類型的無(wú)人機(jī)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，只要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的巡線無(wú)人機(jī)即可。

2 架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)分析

2.1 視覺(jué)跟蹤技術(shù)

對(duì)于架空線路中的無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，視覺(jué)跟蹤技術(shù)是不可缺少的一部分，它是躲避障礙物與導(dǎo)航的重要組成部分。通過(guò)對(duì)我國(guó)現(xiàn)有巡線無(wú)人機(jī)中的視覺(jué)跟蹤技術(shù)研究可以發(fā)現(xiàn)，其中還存在一些問(wèn)題，即由于機(jī)體飛行振動(dòng)，會(huì)影響到畫(huà)面質(zhì)量，再加上導(dǎo)線直徑過(guò)短，這在一定程度上也會(huì)影響到圖像背景，進(jìn)而影響到跟蹤的進(jìn)行。所以，在后來(lái)的研究中利用了霍夫變換跟蹤算法，隨著這一算法的應(yīng)用不僅可以同時(shí)完成對(duì)三條導(dǎo)線的跟蹤檢查，還可以控制無(wú)人機(jī)在工作中的位移，即便是在圖形背景相對(duì)雜亂的情況下，在該算法的作用下無(wú)人機(jī)依然可以完成線路跟蹤與檢查，有效彌補(bǔ)了原有跟蹤的不足。

2.2 位置控制技術(shù)

在架空線路檢查中，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用會(huì)受到多種因素的影響，尤其是環(huán)境與天氣的影響較大，為保證無(wú)人機(jī)可以正常工作，保證其安全系數(shù)，在巡線工作中還需要加大對(duì)位置控制技術(shù)的重視。現(xiàn)代用于架空線路巡線的無(wú)人機(jī)位置控制系統(tǒng)相對(duì)完善，主要利用LQG控制器調(diào)整無(wú)人機(jī)的動(dòng)作，如果無(wú)人機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)偏行的情況則借助PID控制器來(lái)完成，之所以應(yīng)用該控制器其原因在于其綜合性能較好，隨著它們的運(yùn)用，不僅有效提升了無(wú)人機(jī)的綜合性能，還可以在讓相關(guān)工作人員無(wú)人機(jī)處于懸停狀態(tài)下時(shí)借助繩索等拖拉機(jī)體，這也是保證控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)[2]。

2.3 故障檢測(cè)技術(shù)

無(wú)人機(jī)的主要作用是檢查架空線路健康狀態(tài)，這就需要無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)中有故障檢測(cè)技術(shù)。對(duì)于無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)中的故障檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要有以下幾種：

第一，激光雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)。這一技術(shù)有著屬于自己的優(yōu)勢(shì)，它的應(yīng)用不僅可以提高定量測(cè)量精度，還能在激光測(cè)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量，同時(shí)也可以為樹(shù)木砍伐等工作提供一定的參考一斤。再者，在激光雷達(dá)技術(shù)的作用下，還可以獲得真實(shí)有效的激光點(diǎn)云信息，也可以在航空數(shù)碼裝置的作用下提供必要的輔助信息。

第二，視覺(jué)探測(cè)技術(shù)。該技術(shù)中應(yīng)用了高清攝像裝置，主要用于視頻與圖片拍攝，同時(shí)在該技術(shù)的作用下也可以完成信息的傳輸與存儲(chǔ)，相關(guān)工作人員根據(jù)傳輸回來(lái)的圖像便可了解架空線路是否存在問(wèn)題，在該技術(shù)的作用下，相關(guān)工作人員不僅可以發(fā)現(xiàn)線路絕緣層是否出現(xiàn)損壞，還可以了解其變形等情況。

第三，紫外線與紅外線探測(cè)技術(shù)。在用于架空線路巡檢的無(wú)人機(jī)中通常裝有紫外線與紅外線探測(cè)設(shè)備，它們的應(yīng)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(cè)，相關(guān)工作人員也可以了解電暈強(qiáng)度等，同時(shí)，在這些技術(shù)的作用下還可以發(fā)現(xiàn)線路中是否存在線夾或接頭的情況，尤其是存在發(fā)熱點(diǎn)的時(shí)候，這些技術(shù)可以將其第一時(shí)間展示出來(lái)[3]。

2.4 無(wú)線通信技術(shù)

對(duì)于無(wú)線通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，它的作用是在無(wú)人機(jī)與基站間傳遞信息，主要是借助無(wú)線傳輸裝置來(lái)完成的。由于無(wú)人機(jī)中有記憶功能，所以，它可以將每個(gè)時(shí)段拍攝的圖像或視頻記錄下來(lái)，并傳遞為相關(guān)工作人員，這樣巡線工作人員可以隨時(shí)了解線路與無(wú)人機(jī)情況，同時(shí)基站相關(guān)工作人員也可以向無(wú)人機(jī)發(fā)出命令，讓巡檢工作進(jìn)行的更順利。此外，現(xiàn)代無(wú)人機(jī)中所使用的無(wú)線通信技術(shù)具有一定的抗干擾作用，這樣也可以為長(zhǎng)距離接受信號(hào)信息奠定基礎(chǔ)。

2.5 無(wú)人機(jī)組合

在架空線路的無(wú)人機(jī)巡檢中，通常采用無(wú)人直升機(jī)與固定翼機(jī)相結(jié)合的方式，也可以根據(jù)實(shí)際情況選擇其他的無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)類型的不同使得它們的作用各不相同，同時(shí)也有著自己的優(yōu)劣性，為做好架空線路檢查，就需要做好無(wú)人機(jī)組合分析，根據(jù)需要檢查的內(nèi)容分組，如已知架空線路某處已經(jīng)出現(xiàn)了故障，這時(shí)可以采用小型旋翼式無(wú)人機(jī)與直升機(jī)式無(wú)人機(jī)相組合的方式完成巡檢工作，這樣兩者的優(yōu)缺點(diǎn)可以互補(bǔ)，隨著無(wú)人機(jī)組合的實(shí)現(xiàn)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(shí)情況。因此，在實(shí)際進(jìn)行架空線路檢查的過(guò)程中一定要加強(qiáng)與現(xiàn)實(shí)情況的聯(lián)系，只有這樣才能完成其工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上研究得知，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代架空線路檢查中不可缺少的一部分，隨著它們的運(yùn)用有效提升了檢查速度，降低了人工檢查的不良風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也擴(kuò)大了巡檢范圍，因此，應(yīng)重視無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)在架空線路檢查中的運(yùn)用，且不斷提升與改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)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(xiàn)：

[1]李力.無(wú)人機(jī)輸電線路巡線技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2012.

[2]孫宏彪，石榮輝，曾靈聰，盧雨翔，陳星.多旋翼無(wú)人機(jī)在超高壓輸電線路巡線技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（32）：208.

作者簡(jiǎn)介：謝毅思（1990-），男，湖南醴陵人，碩士，主要研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制與保護(hù)。endprint