無人機巡檢輸電線路技術的應用與分析

原瑞民

摘要：無人機是利用無線遙控設備和控制程序操作的不載人飛行器。由于無人機具有體積小、操作簡單、成本低等優點，因此在航拍、工程測量、救災、測繪等多個領域廣泛應用。將無人機應用在電力線路安全巡檢工作中，可以提高線路巡視工作效率，降低巡檢人員工作強度和危險性。基于此，主要分析了無人機巡檢技術的構成與特點，并探討了無人機電力線路安全巡檢過程中的通信技術、遙感技術及激光雷達探測技術。

關鍵詞：無人機;電力線路安全巡檢;關鍵技術

引言

基于無人機在電網巡檢中的優勢，分析電力輸電線路巡檢中無人機的應用。內容包括全方位巡檢、異物清除、故障檢測。闡述無人機在巡檢中的規范作業流程，以及多旋翼無人機與人工的配合。

1電力輸電線路巡檢中無人機的應用

1.1全方位巡檢

在保證無人機優良性能的基礎上，將其應用于電力輸電線路巡檢中，能夠獲得理想的應用效果，準確快速地找到故障點，為故障處理提供幫助。無人機的硬件主要包含兩個部分，分別為地面站與機載，將可見光相機搭載于機載部分，能夠全方位拍攝電力輸電線路，獲得圖像，進行視頻轉換，對信號傳輸及無線通信模塊進行模擬，向計算機系統中發送所拍攝的圖像信息。以計算機系統和專業軟件為支持，巡檢人員可對圖像進行實時化查看，依據無人機所拍攝圖像來對電力輸電線路的具體情況進行分析和判斷，以保障電力輸電線路安全運行。在電力輸電線路巡檢過程中，若存在特殊的巡檢要求，則可通過無人機的應用來進行巡檢，由巡檢人員操控遙控器，控制無人機的具體飛行路徑，從而躲避障礙物，精準找尋故障點。在應用無人機來開展電力輸電線路巡檢過程中，可結合實際需求來靈活調節可見光相機的焦距，保證目標位置清晰化，提高無人機所拍攝圖像質量，滿足電力輸電線路巡檢要求。待巡檢完畢后，可于計算機系統中保存無人機所拍攝的巡檢影像，能夠彌補人工巡檢操作的不足。

1.2異物清除

就電力輸電線路巡檢的整體情況來看，在實際工作中一旦有異物存在于輸電線路中，而并未在第一時間將其清除，則極易導致輸電線路出現故障，甚至存在一定觸電風險。一般情況下，由巡檢人員通過人工方式將異物清除，以防范故障問題的出現，但此種方式下存在一定安全風險，極易威脅到巡檢人員的生命健康，并且整個清除操作需要消耗較多的時間。以無人機為支持，對電力輸電線路中的異物進行清除時，傳統方式下主要是將激光二極管模組搭載于無人機的機載部分，發揮光纖聚焦作用，將異物燒斷，針對激光二極管模組所發射的平行激光，通過凸透鏡來實現光纖聚焦，以異物所在位置為光纖聚焦點，將異物燒斷。隨著科學技術水平的不斷提升，傳統異物清除的方法得以改進，多旋翼無人機中搭載的激光模組，以云臺攝像頭為支持，巡檢人員對異物所在位置進行觀察，調整無人機位置，鎖定異物位置，保證激光模組焦點的準確性。

1.3故障檢測

以無人機為支持，能夠更好地對電力輸電線路實施故障檢測，為故障的高效處理提供支持。紅外線檢測在電力輸電線路金屬探傷中具有良好的應用價值，為巡檢工作的開展提供幫助，當電力輸電線路中的某個點或者局部區域出現異常過熱問題時，通過紅外線檢測法能夠第一時間發現，便于采取有針對性的措施來進行處理。

2輸電線路巡視中無人機應用的技術

2.1無人駕駛技術

如果巡視人員一直要對無人機進行控制，則長時間面對屏幕很容易造成眼睛疲勞，無法保證在操控無人機時的精準性，這就使得無人機在巡視工作應用中的優勢全無，因此需要讓無人機實現自行控制降落，在巡視中做到沿線檢查并保持安全距離。為了保證無人機在巡視過程中能夠應對惡劣環境，應用無人駕駛技術，使其遇到特殊情況時可自行判斷選擇返航或緊急降落，同時也能夠接受控制人員的指令。

2.2圖像傳輸技術

無人機上的攝像頭可取代人眼控制輸電線路的巡視檢測，將有問題的線路傳給操作人員進行判斷和確認。無人機上要同時裝備攝像頭和圖像傳輸機，才能保證操作人員獲得清晰的圖像。為了保證傳輸效率，無人機需要采用壓縮算法對圖片進行壓縮，因此無法保證圖像的清晰度[4]，這就需要選擇合適的圖像傳輸技術。此外，由于輸電線路常年暴露在野外，經過自然環境的打磨對其進行確認會比較困難，要對故障點進行分析檢測，需要無人機在故障部位進行懸停，這樣才能有效地對出現的問題進行排查。

2.3檢測方法

無人機的檢測是非接觸性檢測，采用紅外熱像儀可以對輸電線路的局部故障進行排查，基于紅外熱輻射的原理，通過電子光學檢測，就可以對線路故障區域進行判斷。

3無人機在巡檢中的注意事項

3.1規范作業流程

在電力輸電線路巡檢過程中，為確保無人機的安全性，需要在實踐作業中積累經驗，將無人機的作業流程規范化。在巡檢作業之前，需要做好充分準備，就電力輸電線路相關信息資料進行收集，包括線路走向、跨越、地形、氣候等，保證巡檢作業方案的科學化與詳細化。在巡檢作業過程中，必須要依照流程進行。由專門人員全面考察電力輸電線路，核實桿塔、地標等信息，將無人機降落點確定，降落點不可存在危險障礙物，必須要保證地形平坦，場地面積達標，四周不可存在其他信號干擾，以免影響無人機巡檢的準確性。起飛之前要勘測巡檢線路環境、天氣等，確保與無人機飛行的要求相符合，確保飛行安全。巡檢作業人員在應用無人機進行巡檢的過程中，必須要對電力輸電線路巡檢工作內容加以全面把握，客觀分析實際情況，科學制定無人機飛行計劃，在這一過程中需要考慮到特殊情況，以保證應急預案制定的合理性。在自主飛行的條件下，要合理設計無人機飛行線路。

3.2掌握作業方法

蓄電池容量因技術限制而存在一定局限性，無法滿足無人機的長時間飛行需求，對于多旋翼無人機來說，其實際飛行時間一般在三十分鐘以內，因此在應用無人機開展電力輸電線路巡檢工作時，需要對有限的時間加以科學的利用，以切實提升電力輸電線路巡檢工作效率。在應用無人機巡檢電力輸電線路的過程中，要做好線路以內防雷及絕緣子等的檢查。無人機實際飛行過程中各項操作的開展必須要與飛行方案相符合，確保拍攝角度最佳，以滿足電力輸電線路巡檢要求，提升巡檢作業質量。應用無人機時必須要合理調整的飛行速度，尤其是與目標相接近的情況下，要適當減緩速度，調整無人機的角度，保證無人機飛行的穩定性，對無人機與目標物之間的距離進行準確判斷，對云臺進行科學控制，以確保依照電力輸電線路巡檢要求來進行拍攝。

3.3多旋翼無人機與人工相配合

在電力輸電線路巡檢工作中，多旋翼無人機巡檢以及人工巡檢各有利弊，出發點不同，各自具備一定觀察優勢。對于導線、地線類缺陷來說，其與地面存在較大距離，異常情況大多不明顯，人工巡檢存在一定難度，無法做出準確判斷，可應用無人機巡檢來提高工作效率。

結語

無人機因其自身優勢而在電力輸電線路巡檢中得到廣泛應用，人工巡檢的不足得以彌補，促進了巡檢工作質量與效率的提升，巡檢人員的勞動強度及安全風險都得以降低。在電力輸電線路巡檢過程中對于無人機的應用，需要保證作業流程的規范化，確保作業方法合理，從而為電力輸電線路的安全可靠運行提供支持。

參考文獻

[1]劉智勇，趙曉丹，祁宏昌，李艷飛.新時代無人機電力巡檢技術展望[J].南方能源建設，2019，6（04）：1-5.

[2]趙太飛，李晗辰，張港.無人機巡檢電力線放電的紫外探測及定位[J].光學精密工程，2019，27（11）：2296-2304.