500千伏固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡視中應用探討

劉釗

摘 要：固定翼無人機在山區(qū)500kV輸電線路巡查工作中的有效應用，一方面能夠更準確且效率的檢查輸電線路功能運行的狀況，通過計算機統(tǒng)籌平臺告知管理者潛在風險；另一方面，無人機技術的應用有效替代的傳統(tǒng)人工巡查措施，隔絕了山區(qū)輸電線路巡查工作中可能潛在的風險傷害。本文基于固定翼無人機巡查必要性展開分析，在明確要巡視要點與應用同時，期望為后續(xù)電力巡視提供良好參照。

關鍵詞：固定翼無人機；500kV輸電線路；山區(qū)巡視；應用分析

1 固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡視的必要性

首先，根據(jù)我國東北山區(qū)自然生態(tài)環(huán)境特性可知地方植株物產極為豐富，并且地質形態(tài)也較為復雜，常規(guī)人工電網巡查工作難以在此環(huán)境中保持高質量的核查水準，同時在電網核查過程中極易受到氣候等影響，使電網巡查工作難以正常開展，不但極易對地方電網運行質量造成較大影響，并且更易造成巡查風險，使電網管理人員的生命財產安全難以得到保障。

所以，固定翼無人機遙感技術的應用有效解決了山區(qū)輸電線路巡視在地形與環(huán)境方面的影響，使輸電系統(tǒng)檢查工作能夠適應更廣泛的環(huán)境，也確保了輸電線路核查質量不會受到影響。

其次，根據(jù)固定翼無人機滯空時間與飛行速度優(yōu)勢，在山區(qū)輸電線路巡視過程中，能夠在更短的時間內將影像資料傳達至管理平臺，以便幫助管理者更細致的發(fā)覺電力系統(tǒng)潛在隱患，并且可以借助影像資料組成連續(xù)性的線路地圖，通過整體性巡查的視角判斷可能潛在的風險，由此為防護措施的構建提供了可參照資料，也保障了山區(qū)電力系統(tǒng)運行的質量。

2 固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡視要點分析

根據(jù)固定翼無人機設備滯空時間長且飛行速度較快的優(yōu)勢，傳統(tǒng)山區(qū)輸電線路人工巡視工作條件已經得到了極大的改善，憑借衛(wèi)星定位系統(tǒng)與高清攝像頭的設備，更賦予了山區(qū)輸電線路全方位核查的能力，也增強了山區(qū)輸電線路運行管理的可控性。根據(jù)現(xiàn)有部分山區(qū)輸電線路巡查工作的經驗可知，固定翼無人機設備的應用還需要考慮以下幾方面要點，才能確保整體線路巡視工作質量得以保障。

首先，基礎建設線路部位因設備與線路較復雜，在故障隱患出現(xiàn)時難以通過影像數(shù)據(jù)有效判斷，所以可由管理人員實地巡查，借助電力檢修措施判斷電力設備系統(tǒng)內潛在風險，并進行及時檢修與維護，才能避免山區(qū)輸電線路系統(tǒng)整體性與穩(wěn)定性受到損傷。期間，因基礎設施線路處于500kV電壓環(huán)境內，管理人員必須配備好防護措施，并遵照高壓電操作規(guī)范進行檢修，才能避免電擊事故的出現(xiàn)。

其次，管理人員應根據(jù)山區(qū)輸電線路環(huán)境制定適宜的災后應急方案，以便固定翼無人機發(fā)現(xiàn)災情的同時，管理者可通過數(shù)據(jù)平臺與搶險救災設備及時趕往現(xiàn)場，并在短時間內抑制災情，由此降低災情對電網系統(tǒng)與周邊鄉(xiāng)村的傷害。

最后，借助固定翼無人機巡查，管理者能夠通過影像設備探查到輸電桿塔與線路機械出現(xiàn)的故障，由此借助無人機判斷發(fā)生故障的位置，以便管理人員能夠在短時間內趕到事發(fā)地點，并進一步對輸電線路出現(xiàn)的狀況進行監(jiān)測，避免對山區(qū)環(huán)境造成傷害。

另外，借助固定翼無人機巡查，管理者可通過影像發(fā)現(xiàn)輸電線路途經區(qū)域中違規(guī)建筑與樹木植株的生長情況，由此以影響資料作為參照，及時將可能影響輸電輸送安全的樹木植株進行修理，同時也可以與鄉(xiāng)村管理者協(xié)商將違規(guī)房屋拆除，以避免干擾輸電線路的正常運行。

3 固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡視中的應用

3.1 飛控系統(tǒng)應用

（1）應用飛控系統(tǒng)可實現(xiàn)對飛行速度、高度及航線的設定，并且可控制無人機實現(xiàn)自動化起飛、盤旋，并依據(jù)航線來實現(xiàn)降落，在飛行階段還可對飛行任務隨時做出調整，并自主控制相機進行拍攝并且對照片拍攝地點信息也可進行記錄。飛控系統(tǒng)的構成主要就包括了衛(wèi)星導航模塊、飛行控制模塊、電源模塊、速度控制模塊、通信模塊、地面站軟件系統(tǒng)等，通過將這些系統(tǒng)組合并予以應用來實現(xiàn)無人機自動駕駛。

（2）地面遙控系統(tǒng)主要是基于PC設備、監(jiān)控臺、引導設備、外部接口設備的支持之下，來實現(xiàn)針對無人機目標的追蹤與遙控指令的執(zhí)行。遙控指令與數(shù)據(jù)產生在具體執(zhí)行控制前大都需提前制定，遙控計劃在無人機上經由地面站上空，前往與之所對應的監(jiān)控站，在無人機進到地面站所覆蓋區(qū)域之時，便須向內地向人員發(fā)出控制指令并予以執(zhí)行，使其能夠完成各項動作并實現(xiàn)對既定任務的達成，并最終達到預期目標。這一系統(tǒng)的構成主要就包括了指令編碼器、載波調制器、監(jiān)控臺、發(fā)射天線、副載波調制器以及地面檢測接收設備等。

（3）具備有電子地圖功能的地面站軟件能夠實現(xiàn)在無人機執(zhí)行任務的過程中，臨時改變任務目標及航線，能夠及時做出半自助式遙控，同時實現(xiàn)對飛行數(shù)據(jù)與離線回放的精準記錄。其中就包括了自動駕駛儀供電電壓監(jiān)測，電動飛機動力電壓監(jiān)測及電流監(jiān)測、衛(wèi)星定位精度監(jiān)測、自動駕駛溫度控制檢測等。需先進行巡視地圖的制作，并將之加載到地面站軟件當中，而后僅需在屏幕當中拖拽一個矩形，將衛(wèi)星導航點輸入其中便可自主生成無人機飛行航線。地面站能夠將無人機的飛行速度、姿態(tài)、高度、所在坐標等信息予以詳細的顯示，以便于技術人員能夠及時掌握其飛行狀況。同時還可借助于地面站來對其實施具體操控，如自動返航、盤旋、一鍵開傘等。

3.2 圖像收集與處理

無人機可搭載單相機，并可在低空條件下取得高分辨率影像、在陰天云下取得光學影像，能夠在高位環(huán)境下進行飛行探測，可實現(xiàn)長距離飛行。對無人機增添空速管，有助于實現(xiàn)對飛行速度的精確控制，以促使無人機可在航行階段實現(xiàn)中等距離圖像攝影，以促使所拍攝圖像的重疊率超過40%。并且應用飛控系統(tǒng)還能夠給予圖片新增POS信息，把所搜集到的圖片實施加工處理便可發(fā)現(xiàn)線路中所存在著的外破隱患。另外，固定翼無人機在數(shù)據(jù)采集后，能夠借助數(shù)據(jù)網絡連接去打將圖片傳輸至計算機軟件，由此通過圖片拼接與處理得到完整的線路巡視圖像，以便管理者從專業(yè)化角度分析輸電線路中極易出現(xiàn)的風險與隱患，以便于管理質量與效率得到極大的提升。

4 結束語

固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡查工作中的有效落實，不但能夠為輸電巡視工作的開展提供更高效的信息采集平臺，由此提升整體巡視工作的質量與效率，以便有更充裕的時間判斷線路中可能存在的隱患，同時借助無人機設備，更能夠隔絕管理者巡查工作可能遭受的風險，如此也避免了管理人員的生命安全受到損害。故而，在論述500千伏固定翼無人機在山區(qū)輸電線路巡視中應用期間，必須明確固定翼無人機操控要求與維護措施，避免無人機設備受到傷害，才能為后續(xù)電網巡視工作的開展提供全方位保障。

參考文獻

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