電力輸電線路巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用

王賀

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電力資源的需求在日益增多，電力輸電線路的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，給電力線路的巡檢工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用大大解決了這一難題，在監(jiān)測(cè)線路故障，保障電力線路的正常運(yùn)行方面發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞：輸電線路;巡檢;無人機(jī)

引言

為了滿足人們的電力需求，電力輸電線路不斷增多，分布范圍越來越廣泛，許多輸電線路都位于地勢(shì)復(fù)雜、環(huán)境惡劣區(qū)域，這大大增加了電力輸電線路的故障發(fā)生幾率。為了確保電力的正常供應(yīng)，就必須要對(duì)這些輸電線路進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)或更換，因此，確保電力輸電線路的巡檢工作的高效性是非常重要的。無人機(jī)在電力輸電線路巡檢工作中有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其能夠有效代替人來進(jìn)行電力輸電線路巡檢，使巡檢人員能夠通過無人機(jī)來檢查輸電輸線的故障情況，從而大大減少了登塔高空作業(yè)，有效減輕了巡檢人員的工作強(qiáng)度。

1無人機(jī)巡檢技術(shù)概述

電力巡檢工作主要負(fù)責(zé)及時(shí)、準(zhǔn)確的巡視監(jiān)測(cè)電力線路、附屬設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電力線路周邊的環(huán)境，排查故障、排除安全隱患，確保輸電線路安全。電力巡檢的傳統(tǒng)方法為人工巡檢，巡檢的工作人員通過輔助設(shè)備巡視電力線路和相關(guān)設(shè)備。該方式不僅效率低，且在進(jìn)行高危作業(yè)、面對(duì)各種惡劣環(huán)境時(shí)，工作人員的人身安全也受到了較大的威脅。以人工巡檢為主的巡檢方式工作量大、效率低、成本高，已不能適應(yīng)如今電力發(fā)展建設(shè)的需求。因此，需要更為高效、安全、低成本的方式實(shí)現(xiàn)電力巡檢作業(yè)。

無人機(jī)是由無線控制、操作的不載人飛行器，其成本較低、空域限制小，且能夠完成載人飛機(jī)不宜執(zhí)行的航拍任務(wù)。因此，無人機(jī)能夠?yàn)殡娏ρ矙z提供低成本、高性能、高穩(wěn)定性的專業(yè)航空攝影飛行平臺(tái)。傾斜攝影測(cè)量技術(shù)具有高精度、全方位、真實(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)多個(gè)視角的全方位觀察，更為真實(shí)地展現(xiàn)出實(shí)際地物的情況，得到更高精度的有用信息。此外，其還能通過定位、融合、建模等技術(shù)得到真實(shí)的三維模型。

固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)和多旋翼無人機(jī)為常用電力專用無人機(jī)，其各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用于不同的巡線場(chǎng)合。固定翼無人機(jī)飛行速度快，續(xù)航時(shí)間長，但不能懸停于空中，適用于進(jìn)行輸電線路通道大范圍、長距離巡檢。無人直升機(jī)飛行靈活，能快速準(zhǔn)確的進(jìn)行輸電線路作業(yè)，現(xiàn)已基本運(yùn)用到對(duì)輸電線路通道環(huán)境監(jiān)測(cè)，交叉跨越復(fù)核檢查，重要隱患監(jiān)控等方面的巡視工作。多旋翼無人機(jī)最大的特點(diǎn)便是能垂直起降，飛行控制靈活，穩(wěn)定性高，可應(yīng)用在電氣線路設(shè)備的參數(shù)收集、故障查找等任務(wù)中。在故障段確定的情況下，多旋翼無人機(jī)能在接近線路處進(jìn)行空中懸停，完成輸電線路桿塔設(shè)備、絕緣子等定點(diǎn)目標(biāo)的精益化巡檢工作。總結(jié)以上各類無人機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)與當(dāng)前電力生產(chǎn)工作實(shí)際相結(jié)合，架空輸電線路的巡線建議使用固定翼無人機(jī)搭配小型旋翼機(jī)或無人直升機(jī)進(jìn)行。而固定翼無人機(jī)和無人機(jī)直升機(jī)的價(jià)格相對(duì)較高，基于巡線頻率與性價(jià)比綜合考慮，價(jià)格便宜且操控靈活的小型旋翼機(jī)是現(xiàn)階段最值得推廣的機(jī)型.

2電力輸電線路人工巡檢中無人機(jī)的應(yīng)用研究

2.1電力輸電線路全方位巡檢中的應(yīng)用

無人機(jī)巡航系統(tǒng)則指利用無人機(jī)搭載可見光、紅外等檢測(cè)設(shè)備，完成架空輸電線路巡檢任務(wù)的作業(yè)系統(tǒng)，包括無人機(jī)分系統(tǒng)（通過遙控指令完成飛行任務(wù)的無人機(jī)系統(tǒng)）、任務(wù)載荷系統(tǒng)（完成檢測(cè)、采集和記錄架空輸電線路信息等特定任務(wù)功能的系統(tǒng)）、綜合保障系統(tǒng)（保障無人機(jī)巡檢系統(tǒng)正常工作的設(shè)備和工具的集合）。

無人機(jī)線路巡檢過程中，一方面需接收來自地面控制中心的控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、巡線、避障等工作;另一方面需把巡檢過程中拍攝的照片、巡檢的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛嫘畔⑻幚碇行摹o人機(jī)線路巡檢過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)很龐大，僅依靠存儲(chǔ)設(shè)備不能滿足其要求，往往需要將這些數(shù)據(jù)傳到地面信息處理中心，所以能否及時(shí)、有效、正確地將巡檢的數(shù)據(jù)傳回，直接影響到無人機(jī)線路巡檢的質(zhì)量。輸電線路常布設(shè)在人跡罕至的區(qū)域，其地理位置復(fù)雜，地形變化多樣，高山、樹林、建筑、高壓輸電線路的電磁干擾物對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸具有很大的影響，因此建立一個(gè)安全、可靠、通信能力強(qiáng)的無線傳輸通道非常重要。

2.2電力輸電線路異物清除中的應(yīng)用

在電力輸電線路巡檢工作中，經(jīng)常會(huì)遇到輸電線路中存在異物的情況，如果不將這些異物進(jìn)行及時(shí)的清除，便可能會(huì)引起輸電線路故障，甚至還會(huì)因此而發(fā)生觸電事故。巡檢人員經(jīng)常需要通過人工的方式來清除異物，這大大增加了巡檢人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，無人機(jī)的出現(xiàn)，使其在電力輸電線路的異物清除中發(fā)揮著重要的作用，在應(yīng)用無人機(jī)清除輸電線路中的異物時(shí)，傳統(tǒng)的方法是在無人機(jī)的機(jī)載部分搭載激光二級(jí)管模組，通過光線的聚焦作用來燒斷異物，考慮到激光二極管模組所發(fā)射的激光是平行的，因此需要利用凸透鏡來聚焦光線，并且光線的聚焦點(diǎn)需要準(zhǔn)確的落在異物之中，在燒斷異物過程中，巡檢人員需要確保無人機(jī)和周邊的帶電設(shè)備能夠保持一定的距離，而且異物在受到風(fēng)力的作用下會(huì)晃動(dòng)，這也使巡檢人員在操控?zé)o人機(jī)來清除異物時(shí)存在較大的難度，異物清除的效率較低。通過對(duì)傳統(tǒng)的無人機(jī)清除異物方法進(jìn)行改進(jìn)，將電涯、激光模組以及控制模塊在多旋翼無人機(jī)中進(jìn)行搭載，并由巡檢人員通過云臺(tái)攝像頭來觀察異物所在位置，通過對(duì)無人機(jī)的位置進(jìn)行調(diào)整，能夠使激光模組的焦點(diǎn)正好處于異物位置，此時(shí)巡檢人員便可利用GPRS遠(yuǎn)程控制繼電器來開啟激光模組，從而使模組發(fā)射的激光能夠很快燒斷異物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力輸電線路中異物的快速清除。

3無人機(jī)在電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用前景展望

全面推廣無人機(jī)作業(yè)核心技術(shù)。實(shí)現(xiàn)無人機(jī)巡檢100%覆蓋所有輸電線路，輸電線路無人機(jī)巡檢管控系統(tǒng)100%覆蓋所有運(yùn)維單位。持續(xù)完善輸電線路無人機(jī)作業(yè)管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善總部運(yùn)檢管控系統(tǒng)中無人機(jī)子模塊;拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用中心容量及功能，結(jié)合新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)滾動(dòng)更新巡視及檢修作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、智能化線路運(yùn)行管控。加快復(fù)合型運(yùn)檢人員培育。推動(dòng)無人機(jī)培訓(xùn)體系不斷完善，一方面根據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)政策，推進(jìn)無人機(jī)基礎(chǔ)技能培訓(xùn)工作，為合法合規(guī)開展無人機(jī)巡檢作業(yè)奠定基礎(chǔ);另一方面立足電網(wǎng)巡檢需要，深化無人機(jī)崗位技能培訓(xùn)工作，切實(shí)提高巡檢人員綜合技能水平，促進(jìn)傳統(tǒng)運(yùn)檢隊(duì)伍向復(fù)合型運(yùn)檢隊(duì)伍的轉(zhuǎn)變。推動(dòng)人工智能技術(shù)在無人機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的融合應(yīng)用。使無人機(jī)具備智能控制、整合空域和適應(yīng)環(huán)境的能力，實(shí)現(xiàn)人工智能與無人機(jī)的共同發(fā)展。

結(jié)語

總而言之，在電力輸電線路巡檢工作中，無人機(jī)有著巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有效代替了人來進(jìn)行高效準(zhǔn)確的巡檢工作，大大減輕了巡檢人員的工作強(qiáng)度，并且可對(duì)輸電線路的故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確快速的排查，降低了人力物力的投入，有效保障了電力輸電線路巡檢工作的安全，大大促進(jìn)了電力領(lǐng)域的技術(shù)革新。

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