配電網架空線中無人機巡視應用分析

周辰峰

摘 要 在現代化進程逐步推進的趨勢下，對于電力資源的需求量也在明顯提升，這給電力企業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。架空線作為配電網的主要組成部分，保障其良好的運行效果，是提升供電服務質量與水平的關鍵。為此，應該不斷對其進行巡視，以發(fā)現其中存在的主要問題，并及時通知檢修人員進行解決，增強電力系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性。無人機在架空線巡視中的運用，能夠有效提升巡視工作效率，促進各項工作有條不紊地實施。本文將對配電網架空線中無人機巡視的原則進行分析，探索配電網架空線中無人機巡視應用策略。

關鍵詞 配電網;架空線;無人機;巡視;應用

由于配電網架空線的運行環(huán)境較為復雜，在運行中也會受到多種因素的影響，導致電力事故的發(fā)生，嚴重威脅人員安全和企業(yè)經濟效益。為此，應該制定合理的巡視計劃，及時發(fā)現其中存在的異常問題，以增強其運行可靠性。導線、避雷設備和絕緣子等在工作中會受到自然環(huán)境的影響，比如雷電、大風和雨雪等，使其出現銹蝕、斷股等問題，配電網的運行風險升高。在傳統(tǒng)巡視模式下，多采用人工巡視的方式，不僅工作效率較低，而且在巡視中存在諸多局限性，難以保障巡視的全面性。很多架空線中存在的問題未能被及時發(fā)現，導致重大電力事故的發(fā)生。而無人機在巡視工作中的應用，則在一定程度上減輕了人員的工作壓力，能夠保障巡視的可靠性與全面性。

1配電網架空線中無人機巡視的原則

首先，應該遵循日常巡視原則。在人巡的諸多盲區(qū)位置，應該采用無人機開展巡視工作，包括了接地裝置、基礎、桿塔傾斜和導線等。在很多桿塔位置采用人工巡視具有較大的難度，包括了河網、山坡等，運用無人機能夠有效降低巡視難度。而在市區(qū)和人口較為密集的區(qū)域，為了保障巡視的安全性，應該將無人機巡視作為輔助手段[1]。其次，應該遵循特殊巡視原則。特殊巡視包含的情況較多，比如漂浮物、山體滑坡、施工作業(yè)、防風防汛、鳥害和違章建筑等。在查找配網桿塔瓷瓶雷擊點時，也應該采用無人機巡視的方式。再次，應該遵循單線路故障巡視原則。在此類情況下采用無人機巡視的方式，能夠有效提升巡視工作效率，保障路徑定位的高效性與準確性。最后，還應該遵循自然災害巡視原則。自然災害是影響配電網架空線的主要因素，也會導致重大電力事故的發(fā)生。當巡視區(qū)域存在較大的自然災害時，運用無人機巡視能夠保障信息數據獲取的及時性，保障搶修工作的順利實施。搶修人員應該根據無人機提供的數據信息制定搶修工作計劃，降低自然災害的影響。

2配電網架空線中無人機巡視應用策略

2.1 無人機巡視關鍵技術

多種關鍵技術在無人機中的應用，是增強其巡視實際效果的基礎與前提，尤其是在長時間的巡視工作中，更應該以強大的功能作為支撐。首先，無人機采用了飛行控制技術。配電網架空線的距離一般較長，通常會在20km以上，高壓配電線與公路之間也應保持適當的距離，通常會在10～30m之間，對于無人機的遙控距離提出了更高的要求。在應用無人機的過程中，應該對其線路桿塔自動跟蹤功能進行優(yōu)化，逐步完善GPS自主導航系統(tǒng)，保障巡視工作的自動化，促進架空線巡視工作效率的提升[2]。其次，無人機采用了穩(wěn)定飛行技術。為了能夠保障良好的拍攝畫面，為故障的分析與檢修提供可靠保障，應該防止在飛行中出現嚴重的抖動現象，無人機穩(wěn)定飛行技術的應用則完美地解決了此類問題。攝像機、紅外熱成像攝影設備等安裝于無人機當中，其較強的穩(wěn)定性能夠有效獲得較高分辨率的影像，同時保障拍攝工作的持續(xù)性，為故障檢修奠定了基礎。最后，無人機還采用了快速對焦成像技術與線路桿塔自動跟蹤識別技術。快速曝光功能是攝像設備的主要特點，在巡視過程中與相應的測繪技術進行融合，能夠保障紅外線影像和各類圖像具有很高的分辨率，幫助電力工作人員對線路周圍環(huán)境和桿塔、線路實際情況進行分析，及時發(fā)現配電網架空線在運行中存在的主要問題與安全隱患。為了能夠促進巡視工作效率的提升，還可以融合在線故障自動檢測技術，保障巡視工作的自動化與智能化。

2.2 無人機飛行模式

在無人機巡視工作當中，通常會受到自然環(huán)境和架空線路的影響，為了增強實際巡視效果，應該使其保持相應的距離。架空線的斜上方，是無人機飛行的主要線路方向，能夠保障其良好的飛行質量。在應用無人機時，應該對其光學吊艙的掃描條件進行優(yōu)化，使其在完成一次巡視后就能夠獲得高質量的影像資料，促進巡視工作效率的提升。在實際工作當中，也會遇到較高的配電網架空線，此時飛行的視角和距離等都會阻礙吊艙的有效應用，在一次巡視過后無法滿足故障檢測與分析的要求[3]。應該在配電網架空線的兩側分別進行一次巡視，保障數據資料獲取的全面性與真實性。

2.3 無人機通信系統(tǒng)中繼模式

直通方式在無人機的通信連接中較為常見，此類方式適用于地面測控車和無人機之間不存在障礙物的情況當中，應該確保兩者的距離合理。在數據傳輸的過程中，主要是依靠無線連接的方式。無人機應用于配電網架空線的巡視當中，多種因素會對其飛行產生影響，包括了變頻、山峰、電磁和多徑等。為了能夠有效降低外界因素的干擾，應該對其輻射距離進行確定，為超視距巡檢工作奠定保障。無人機中繼轉發(fā)的形式因此得到廣泛應用，其主要包括了空中轉發(fā)和地面轉發(fā)兩種不同形式[4]。在應用空中轉發(fā)時，應該將中繼飛機應用于數據傳輸鏈當中，能夠增強無人機巡視的靈活性，其相對簡單的結構也給后續(xù)維護工作提供了便利。當巡視地區(qū)的環(huán)境較為復雜時，通常采用空中轉發(fā)模式，但是隨著無人機的增加，也會帶來較高的巡視成本。在高架桿塔當中安裝設備的模式屬于地面轉發(fā)模式，能夠在一定程度上降低巡視成本，但是工作流程較為繁雜。當桿塔數量較多時無疑會給工作人員帶來較大的工作壓力，在巡視過程中還應該明確自然環(huán)境的實際狀況，在運行維護方面也不夠方便。

2.4 無人機巡檢應用模式

在對配電網架空線進行巡視時，由于會遇到不同的地形地貌等，因此應該保障中繼模式與無人機類型的多樣性，應對各種情況的巡視要求。無人機巡檢應用模式的類型較多，在實際工作當中應該根據實際情況進行有效選擇。當地面測控車和無人機的連接存在困難時，通常會采用中型無人機與地面中繼模式，能夠有效應對無人機超出測控車監(jiān)控范圍和兩者之間存在障礙物等情況，增強巡視工作的實效性。中繼設備應用于高架桿塔當中，能夠向地面測控車傳輸相關巡視數據和圖像等，保障兩者之間的有效連接[5]。此外，無人機也能夠更加快速、高效地接收到地面測控車發(fā)出的指令，增強無人機飛行的可控性，保障線路巡視的良好效果。在很多巡視地區(qū)，由于中繼設備難以安裝在高架桿塔當中，會對巡視數據的獲取產生較大影響。為了解決此類問題，應該采用中型無人機與空中中繼模式，能夠為信號中轉提供保障。中繼飛機的應用，能夠有效獲取無人機的紅外聲像圖和拍攝圖像，并與地面測控車進行有效連接，保障兩者的有效連接。中繼飛機的應用，也能夠有效獲取地面測控車的指令，為無人機的巡視飛行奠定基礎。此外，也可以應用固定翼無人機替代中繼飛機，構建中型無人機加固定翼機中繼模式。較強的抗風性能和續(xù)航性能，是固定翼無人機的主要優(yōu)勢，在實際應用中相較于中繼飛機而言也能夠降低成本投入，其操作流程也不復雜，因此能夠促進巡視工作效率的提升。當地面測控車與線路的距離較短時，通常會采用小型無人機加微型無人機模式，在應用此模式時應該確保兩者之間沒有障礙物的影響。在數據傳輸過程中，由于測控車可以與無人機直接連接，因此能夠提升傳輸效率，保障測控車能夠及時獲取紅外遙測數據和視頻數據等。在此類模式當中，能夠有效增強巡視工作的靈活性。地面測控車的指令也能夠更加高效地傳輸至無人機當中，增強對無人機飛行的控制[6]。固定翼無人機模式也是在巡視工作長一種常用的模式，尤其是當自然災害對巡視工作產生影響時，該模式能夠發(fā)揮較大的作用，為泥石流和水災等災害區(qū)的線路巡視提供保障。較快的飛行速度是固定翼無人機的主要優(yōu)勢，在巡視當中可以大大拓展巡視范圍。

3結束語

在配電網架空線的巡視當中，應該應用無人機逐漸替代人工巡視的方式，在促進工作效率提升的同時，保障巡視數據獲取的全面性與真實性，防止巡視死角的存在。在實際工作當中，運用無人機巡視的模式較多，應該對配電網架空線、周圍環(huán)境和巡視計劃等進行分析，確定切實可行的巡視模式，實現資源的高效利用。這能夠為線路的檢修與維護提供可靠保障，防止配電網中發(fā)生重大電力事故。

參考文獻

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[3] 高挺超.配電網架空線中無人機巡視應用分析[J].科技資訊，2019，17（18）：46-47.

[4] 何桂麟.關于配電網架空線中無人機巡視應用探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2018，（14）：153-154.

[5] 馬浩.無人機在大姚山區(qū)10kV配網運行維護中的應用[J].通訊世界，2018，（4）：234-235.

[6] 曾友林.配電網架空線中無人機巡視應用探究[J].科技風，2017， （12）：10.