試析無人機在輸電線路運維檢修中的應用

李健

【摘?要】在現代社會快速發展過程中，也相應帶動了科技的發展。通過應用科技產品能夠為各行業領域提供技術支撐。對于電力行業來說，電力線路的覆蓋面比較廣，且地形環境復雜度高，電力巡檢部門需要定期進行線路巡檢，危險性比較高。隨著無人機技術的發展，多數地區開始應用無人機技術巡檢電力線路，以此發現線路存在的安全隱患。本次研究主要是探討分析無人機在輸電線路運維檢修中的應用，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

【關鍵詞】無人機;輸電線路;運維檢修

隨著無人機航測技術的快速發展，已經被廣泛應用到各行業領域中，并且取得顯著成效，充分展現出該項技術的優勢作用。無人機航測在測繪期間選擇性比較多，對于起始點要求不高，且不需要專業的起飛跑道。在我國經濟快速發展過程中，電力系統的發展速度與規模也在持續擴大。電力系統中輸電線路屬于重要組成部分，主要是向社會企業和個人輸送電能，維護線路運行安全性與穩定性。無人機參與到電力線路巡檢活動中，能夠明顯提升巡檢工作的安全性和便捷性，目前已被廣泛應用到線路巡檢工作中。通過分析和整理無人機所采集的信息圖像，能夠及時發現線路中所存在的安全故障隱患，且低空攝影技術、圖像顯示方式可以有效避免傳統線路巡檢的弊端，在整個電力行業發展中具有重要作用。

1、基于虛擬現實的無人機技術

通過應用虛擬現實技術，可以建立一個全新的虛擬世界。通過計算機技術，聯合現代化攝影技術，有助于建立三維環境，以此呈現出逼真的視覺感受。有效融合虛擬現實技術和無人機技術，已經成為各行業領域的重要技術支撐。全景影像利用無人機、衛星和地面觀察者的全過程，在開展電力線路巡檢時，只需要與設備連接在一起，使用VR眼鏡即可。

在電網線路巡檢中，應用基于虛擬現實的無人機能夠具備較高安全性，只需要操作無人機就能夠完成整個線路的巡檢操作。傳統所應用的無人機容易出現撞毀問題，然而聯合無人機技術能夠有效處理該項問題。通過立體化的感官、面對面的距離，能夠準確判斷具體位置，在應用無人機開展線路巡檢時，可以借助于衛星系統，檢查和監控設備運行情況。無人機在最短時間內發現設備缺陷和故障問題，應用效率明顯比衛星高，能夠降低人力成本，還能夠盡快處理和消除故障問題。相關人員通過手柄就能夠操作無人機。在后期處理技術支撐下，無人機可以不再依賴于手柄，可以借助虛擬現實設備，由操作人員的頭部動作，對無人機飛行進行控制。

2、圖像處理技術

在巡視和檢查電力線路過程中，多種因素都會影響工作進展，相應增加線路檢修維護難度。對于光學系統來說，遠軸區域存在像素差問題，會對采集圖像質量造成極大影響，從而降低設備及其部件的檢修成功率。由于無人機需要借助傳感器反射，容易造成遙感圖像失真，嚴重影響了圖像判斷、分析。無人機飛行期間，容易受到動作姿態、機械振動影響，當運行軌跡模式時，還會對無人機巡檢工作造成較大影響。此外，由于輸電線路周邊環境與鏡像不斷變化，這樣就會對輸電線路及部件圖像背景造成影響，使工作人員無法清晰辨認圖像內容。

電力巡視檢查期間，工作人員需要處理圖像，多采用預處理方式。對于電力巡檢的干擾因素，則應當對采集圖像質量進行處理，對圖像的明暗度進行調整。此外，在圖像處理過程中，還應當注重顏色空間調整、曲線調整以及線性調整，這樣能夠使圖像中陰暗區域差異變大。對于能見度比較低的天氣，例如陰雨天氣和霧霾天氣，圖像處理能夠消除天氣影響因素，以免圖像失真。由于無人機飛行期間會受到承重限制，且攝像機分辨率低下，極易影響圖像分辨率。現階段，在電力巡檢期間所應用的技術方法有限，對于大場景拍攝采集來說，會降低圖像的分辨率，因此需要拼接所拍攝的圖像。

由于無人機在電力巡檢期間，所面臨的環境都比較復雜。為了滿足實際巡檢要求，需要合理應用輪廓形態、模型特征以及頻域圖像方式，以此提升圖像質量與分辨率。需要注意的是，不能直接將像素從圖像中導出，也不能應用圖像像素值作為數據參考，以免對最終結果判斷造成影響。

3、無人機應用原則

3.1選型原則

現階段，無人機已經多數應用在航空影像拍攝中。然而在賦予無人機電力線路檢修任務后，從本質上改變了無人機的性質和功能。在電力線路中，無人機的續航時間和抗風能力都比較強，確保可以搭載光學任務系統吊艙。

當前所應用的無人機能夠自主升降，在內控飛行期間可以實現升降功能，不依賴人力完成操作，在飛行期間能夠降低外部操作所致風險性。通過分析以上因素能夠看出，將無人機應用到電力線路檢修工作中，可以按照不同地形、氣候以及巡檢要求，合理選擇無人機類型。

3.2無人機模式應用

在電力線路巡檢工作中，在應用無人機設備時，必須選擇良好的飛行方式，防止無人機在惡劣天氣下墜毀。在使用無人機開展電力線路巡檢工作時，必須確保機身與無人機保持固定距離，在無人機下方設置光學任務吊艙系統，這樣能夠加強線路巡視質量，還可以避免遭受電磁干擾。在無人機飛行期間，為了擴大飛行空間，可以將其飛行軌跡設計在線路斜上方，通過光學吊艙，可以將無人機的掃描視覺進行擴大處理，并且能夠實現單方向巡視。在高壓電力線路巡視中，無人機設備為了完成巡檢任務，應當在線路兩側往返飛行。

在應用無人機開展電力巡檢工作時，采用通信鏈路系統能夠確保無人機的運行質量。當無人機靠近地面測控車時，且無障礙物遮擋，采用直通模式的通信鏈路，無人機、地面測控車能夠直接實現信息傳輸和通信。然而由于多數電力線路都架設在山區，且存在較多障礙物，會嚴重干擾無人機的信號傳輸。此時就需要確保無人機在超距離情況下運行，通信鏈路系統所應用的通信方式即為空中中繼模式。此種模式是在線路桿塔上安裝中繼設，通信運行的成本低。但是會加大工作模式復雜程度。工作人員在特殊地形下開展巡檢任務時，必須對地面中繼點進行規劃。在設備安裝期間，地區環境因素也會影響設備運行狀態。

此外，電路巡視工作中，相關人員還應當考慮到不同要求，優化組合不同類型的無人機和設備，開展全新的巡檢模式。中型無人機聯合中繼模式，能夠避免無人機無法直接與地面測控車通信問題，當無人機與地面測控車的距離大于直視距離時，無人機所采集信號圖像的傳輸，則需要通過無線技術實現，將信號發送至塔架中繼終端，之后將信息數據傳輸給地面測控車，地面測控車所發出的指令，主要是由中繼終端所接收，之后利用中繼終端轉發給無人機。

4、結束語

綜上所述，當電力線路運行發生故障時，就會使線路范圍內發生停電事故，還會嚴重影響社會生產生活的秩序。所以，電力系統安全與穩定運行狀態，與電力線路存在的安全隱患有很大關系。當前，我國電力線路巡檢工作中開始廣泛應用無人機電力巡檢技術，因此相關部門應當大力推廣無人機在電力線路巡檢中的應用，以此維護電力系統的安全穩定運行效益。

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（作者單位：云南電網有限責任公司昭通供電局輸電管理所）