旋翼無人機應用于高壓輸電線路的巡檢

王趙慶 王燦

摘要：在我國電網事業不斷發展的過程中，原有人工巡檢方式已經無法對現今的電力發展需求進行滿足。在該種情況下，即需要積極通過新技術的應用做好巡檢工作。在無人機技術不斷發展的過程當中，也使得我們在電力巡檢工作當中具有了新的選擇。在本文中，將就旋翼無人機應用于高壓輸電線路的巡檢進行一定的研究。

關鍵詞：旋翼無人機；高壓輸電線路；巡檢

1緒論

在電力工作當中，對于高壓輸電線路的巡檢可以說是非常重要的一項工作內容。在以往工作當中，該項工作主要以人工的方式進行，并輔助以載人直升機進行巡檢。對于該方式來說，在實際應用當中不僅具有較差的工作條件以及較大的工作強度，且工作效率較低，也無法有效的保障人員在工作當中的安全。尤其是在部分測距不準以及原因不明故障情況下，將較大程度提升工作量，部分線路受到地形因素影響，也將對巡線工作造成不利的影響。對此，即需要做好無人機技術的應用，以此實現巡檢水平的提升。

2應用優勢

在以往人工巡檢工作開展當中，主要通過望遠鏡、紅外熱像儀以及肉眼的方式對輸電線路的發熱以及外觀情況進行觀察，并通過測距儀的使用對安全距離進行測算，以此判定其是否能夠對規程要求進行滿足。受到地形以及設備方面因素的限制，人工巡視方式更多的傾向于對于接地以及基礎裝置的檢查，目前，主要以載人直升機的方式進行空中巡視，以此對地面巡視當中難以發現的金屬銹蝕、銷釘脫落以及導線斷股等問題進行發現。可以說，通過空中巡視方式的應用，則能夠同傳統的人工巡視方式起到較好的互補效果，但載人直升機在實際巡視當中，卻將受到較大來自空域以及成本方面的限制與影響，并因此使其在實際應用當中受到了較大的限制。對于無人機電力巡線系統來說，其通常由地面測控站、地面數據處理系統、無人機平臺以及數據獲取通信系統等部分組成，通過無人機方式的應用進行輸電線路的巡檢，具有著以下優勢：第一，同人工巡線方式相比，其不會受到地形方面的限制，能夠以近距離、多角度的方式對金具、絕緣子以及導地線等設備進行觀察，以此實現巡線效率的有效提升。同時，也能夠有效的實現巡檢信息的異地分析，在對人工勞動強度進行減少的基礎上有效降低作業風險；第二，在實際巡檢當中，不會受到氣候條件以及地理環境因素的限制。對于部分人員難以抵達的區段、或者可能受到自然災害影響的區段，通過無人機的應用則能夠有效的進行故障以及日常巡檢工作，具有較高的機動性以及安全性；第三，能夠對快速巡線目標進行實現，通過多旋翼無人機懸停技術的應用，工作人員則可以通過對巡檢儀器設備的操作對輸電線路、金具、桿塔以及導地線所存在的缺陷情況進行攝像、監測以及拍照處理，在獲取相關信息之后將其回傳到地面測控站當中進行分析解決，以此為后續的缺陷處理提供重要的技術支持；第四，運輸靈活便利，具有較高的作業效率。多旋翼小型無人機體積很小，能夠隨身攜帶。而對于其余類型的多旋翼無人機，則能夠同巡線車一起到達現場。同時，多旋翼無人機具有較短的準備作業時間，大部分在90s以內即能夠起飛作業，并在該區域作業完成后快速的到達下一個作業點繼續作業；第五，具有豐富的功能擴展。作為一個搭載平臺，通過不同監測設備的配備即能夠使其具有豐富的擴展功能，如對輸電線路塔身、金具、基礎、絕緣子以及導地線當中存在的缺陷問題進行查找等，同時也能夠進行線路周走廊建筑以及較高樹木的檢測。

3作業流程與方法

3.1作業流程

在多旋翼無人機實際巡檢工作開展當中，其主要流程為：第一，資料準備。在該環節當中，巡檢作業組需要能夠對巡檢線路的交叉跨越情況、運行參數、地形地貌、氣象條件、桿塔GPS以及線路周邊的環境情況等進行收集；第二，巡檢作業。首先，要開展現場勘察工作，在巡檢之前，需要在現場做好線路的勘察，對巡查區域當中主要地標物以及桿塔的GPS信息進行核實。同時，要對無人機的起降場地進行選擇，保證其具有堅硬、平坦的特點，不存在砂石且四周位置不存在較高的障礙物，面積在4m2以上，且附近不存在信號干擾源。其次，在起飛之前，同樣需要做好準備工作，即對現場天氣情況以及周邊環境進行仔細的觀察，看相關因素是否能夠滿足安全飛行要求，具體包括有霧霾、雨水以及風速情況等。之后，再充分聯系實際對多旋翼無人機的飛行方案進行確定，包括有應急預案的制定。如選擇以自主模式飛行，則需要做好航跡的規劃工作，在起降場地當中對無人機的巡檢系統進行展開，以兩人交叉的方式對設備狀態進行確認，在做好安全警示標線設置的基礎上使其達到隨時起飛的狀態。最后，在正式起飛作業當中，由現場負責人對起飛指令發出，做好起飛時間的記錄。無人機操作人員做好無人機的控制工作，使其能夠按照預定方案勻速、平穩的飛行，如在飛行當中遇到特殊情況，則需要按照上級要求做好飛行方案的及時更改。通常來說，其飛行速度需要控制在78m/s，如對巡檢的精確度要求較高，則需要將速度控制為34m/s；第三，作業回航。在回航之前，操作人員需要能夠對當時的風速以及風向進行正確的判斷，以緩慢、平穩的方式逐漸降低飛行高度。在回航過程當中，負責人需要在充分聯系實際的基礎上每隔8s時間做好飛行高度的通報，確認起降區域的安全性、不存在其余物體。在飛行器降落后，將其主電源斷開，對現場作業記錄進行填寫。

3.2作業方法

受到電池容量限制，目前多旋翼無人機的巡航時間通常在1520min之間。在該種情況下，為了做好無人機巡檢效率的提升，則需要能夠積極做好巡檢路徑的優化工作，對同帶電設備的安全距離進行充分的考慮，對于不同線路對合理、科學的作業路徑進行制定。通常來說，對于單基塔，在巡視當中即需要從桿塔的某一部位開始，按照順序巡視到另外一側相同部位，以此對一個閉環的流程進行形成。在具體巡檢當中，在同目標距離在30m左右時，即需要逐漸降低速度飛近目標。在接近目標時，需要做好相機角度的調整，使其在具有良好水平性的基礎上便于實現無人機同目標相對位置的判斷，之后根據具體作業要求使其懸停在最佳角度，控制云臺通過相機角度的調整做好目標的檢查拍照。

4結語

無人機技術的發展，為電力巡檢工作的開展帶來了更多新的可能。在實際電力巡檢工作當中，需要能夠對多旋翼無人機的特點以及應用要點做好把握，通過巡檢流程以及方法的科學制定與實施不斷提升電力巡檢工作效果。