多旋翼無人機在電力巡線中的應用

師豪

國網安徽省電力有限公司合肥供電公司， 安徽合肥 ?230000

摘要：架空電力線路覆蓋區(qū)域廣、環(huán)境復雜。目前主流的巡線方法是用望遠鏡進行人工巡線，效率低，耗時長，受地形限制大。而多旋翼無人機技術的發(fā)展，為電力巡線提供了新的研究方向。目前國內外電力領域對于無人機應用于電力巡線的研究，主要有采用固定翼無人機進行線路設計前的勘查工作以及進行線路通道狀態(tài)的巡視工作。各網省公司近年來針對電力巡線也推出了一些無人機項目，大多是與無人機廠商達成合作，租用或者選購其無人機成品進行線路巡視，積累了寶貴的經驗。

關鍵詞：多旋翼無人機;電力巡線;應用

一、無人機簡介

無人駕駛飛機簡稱無人機，英文簡寫為“UAV”。無人機具有小巧便攜，造價不高，操控性好和受地形影響小等優(yōu)點，使其能適用于線路的巡視工作，由于無人機的應用，在日常工作中大大地提高了線路巡視工作的效率和故障查找的效率。無人機還可以攜帶普通可見光攝像頭、高倍數攝像頭、紅外熱成像儀、激光雷達或噴火機等設備，由操作人員進行相應的操作，完成相應工作。

二、應用優(yōu)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(yè)風險;第二，在實際巡檢當中，不容易氣候條件以及地理環(huán)境因素的限制。對于部分人員難以抵達的區(qū)段、或者可能受到自然災害影響的區(qū)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。

三、小型多旋翼無人機應用到輸電線路巡檢中的模塊配置

（一）高速成像模塊

高速成像模塊主要是無人機在飛行的過程中能夠實現對輸電線路圖像的采集，通過具有較高分辨率的可見光相機能夠拍攝一些可見光圖像。這樣就能夠觀測到架空輸電線路中存在的一些絕緣子雷擊、斷股以及導線毛刺等情況。為了提高無人機巡檢的質量，對可見光傳感器也提出了更多的技術要求，包括：能夠有自動對焦功能、拍攝的速度要高于25幀/s，并且具有4倍的光學變焦功能，其能夠連續(xù)的可調，有效的像素數要高于1000萬。

（二）紅外、紫外傳感器模塊

對于輸電線路出現的導線接頭、線夾等部位的發(fā)熱故障，可以通過紅外成像傳感模塊進行檢測。因此，使用無人機對架空輸電線路進行巡檢的時候，可以搭載紅外成像傳感模塊。同時還需要遵循一定的要求，包括：具有自動對焦功能;有效像素數要高于30萬;能夠得出熱圖數據并且能夠導出，能夠對影響中溫度最高點的數值以及位置進行實時顯示。

對于輸電線路以及電氣設備出現的電暈放電情況，可以通過紫外成像傳感模塊進行監(jiān)測。將紫外成像傳感模塊搭載到小型多旋翼無人機上，需要遵循一些技術標準，包括：體積較小;質量要低于1.5KG;具有較高的探測靈敏度;能夠獲取到光子技術信息;能夠兼顧可見光模塊的功能，巡檢一些比較常見的故障。

（三）激光雷達測量技術模塊

機載激光雷達測量作業(yè)生產環(huán)境主要包括航攝設計、航攝數據采集、數據預處理、激光數據分類、安全距離分析、數字高程模型、三維模型制作等。

基于無人機平臺的激光雷達輸電通道巡檢技術實現了線路本體和廊道地形地物高精度激光點云、光學影響數據的同步采集、半自動處理、故障診斷和預警，可實現通道環(huán)境安全監(jiān)測。通過將激光雷達電力巡檢和電力線路設計有機結合，可實現輸電通道高精度還原和三維仿真分析，有效提高輸電線路信息化管理水平。

四、多旋翼無人機在電力巡線中的典型應用

（一）準備階段

多旋翼無人機受環(huán)境因素影響，所以多旋翼無人機在工作之前，對所需要巡檢的輸電線路所在地區(qū)的地理環(huán)境進行充分了解，主要包括風速，空氣質量以及天氣狀況，在對這些因素進行充分了解之后，獲取巡檢輸電線路桿塔坐標和高度，對多旋翼無人機的巡航范圍以及巡航路線進行明確規(guī)定，保證多旋翼無人機的安全飛行，還有就是安全管控方案和應急方案的制定，這一點是非常重要的，在現在多旋翼無人機輸電線路巡檢中有很大一部分事故的出現就是由于準備不充分，沒有一個較為完全的安全管控方案和應急方案造成的，所以在以后多旋翼無人機對輸電線路的巡檢過程中一定要主義對應變方案和安全管控方案的制定，保證能夠及時的解決多旋翼無人機在輸電線路的巡檢過程中出現的問題，保證巡檢過程的順利進行。

（二）實施階段

在多旋翼無人機的巡檢準備工作完成之后，緊接著進入實施階段，這一階段是非常重要的，在多旋翼無人機對輸電線路的巡檢過程中，包括操控手，程控手以及任務手，在實施過程中所有參與多旋翼無人機巡線的工作人員都應該進行提前的技術培訓，而且在實際操作過程中應該嚴格按照作業(yè)流程展開工作，還有就是各個職位的工作人員之間的相互配合，這一點也是非常重要的，在巡線過程中，工作人員之間一定要進行交流溝通，加強之間的相互配合度，提高多旋翼無人機的飛行穩(wěn)定性和安全性。

（三）巡線數據的處理

在多旋翼無人機巡線完成之后就是對所采集數據的處理，在現在的巡線處理工作中一般采用的方式還是人工處理，工作人員對巡線全程進行實施監(jiān)控，對多旋翼無人機收集的輸電線路圖片數據進行分析，通過分析找出輸電線路中存在的問題，由于多旋翼無人機的飛行巡線工作受天氣環(huán)境因素很大，一旦遇上大霧，大風天氣對收集的結果會造成很大的影響，為了解決這個問題，我們對多旋翼無人機安裝雷達系統，提高多旋翼無人機的工作效果，保證所收集數據的完整性，使多旋翼無人機在大風大霧天氣下也能夠正常進行巡線作業(yè)。像我國的浙江電力公司已經將帶有雷達的多旋翼無人機投入使用，還有南京某電力公司采用三周陀螺技術穩(wěn)定云臺，保證多旋翼無人機巡航穩(wěn)定性，這些技術的應用都取得了實質性的效果。

五、結論

無人機技術的發(fā)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。

參考文獻

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