輸電線路智能無人機巡檢的研究及應用

李鴻南 劉思議

摘要：當前我國在輸電線路的巡檢中已經大面積應用智能無人機進行巡檢，采用智能無人機進行巡檢的工作項目與巡檢路徑之間存在著較大的聯系，通常不同的巡檢任務所需要利用的無人機機型所能適應不同區域的地質情況，規劃相應的飛行路徑，這樣才可以充分地表現出無人機在飛行中的飛行性能，避免無人機在飛行中飛行任務由于受到飛行區域不良的影響造成中斷。本文作者便主要在基于輸電線路智能無人機巡檢研究應用的基礎上，探討了輸電線路智能無人機巡檢的優勢與缺陷，在對輸電線路智能無人機巡檢中的關鍵技術進行分析，為完善輸電線路智能無人機巡檢提供些許參考意見。

關鍵詞：輸電線路;智能無人機;巡檢;應用研究

引言

如果在巡檢中采用載人直升機進行巡檢，那么該巡檢模式只能適用于小范圍的精準化巡檢且巡檢成本較高，因此我國局部區域開始推廣使用無人機巡檢，通過無人機巡檢并可以彌補傳統輸電線路巡檢過程中的不足，提高電力系統的巡檢效率和巡檢質量。

一、輸電線路智能無人機巡檢的優勢與缺陷

在輸電線路巡檢中采用智能無人機進行巡檢，可以改變傳統人力巡檢過程中出現的巡檢效率低下、人力資源大量浪費等問題，現階段我國無人機巡檢正處于初步發展階段，在巡檢過程中仍然存在著較多不足。這主要源于在輸電線路巡檢中無人機設備體積較小、電容量較低，導致無人機巡檢時間較短，因此難以將無人機應用于距離較長的輸電線路巡檢中。同時無人機設備在電路巡檢應用中可遙控范圍較小，存在著距離限制，不能對拍攝線路中的缺陷進行自行識別。

但是通過使用智能無人機開展輸電線路的巡檢工作，與傳統的巡檢方式相比還具有一定的優勢，首先智能無人機設備在電路巡檢過程中需要具備自定導航技術和自主懸停技術，這樣便可以防止智能無人機設備碰撞施電線路，提高了運行安全性，增加電力企業的經濟效益。

二、輸電線路智能無人機巡檢系統的實現過程

本次研究主要根據多旋翼無人機鐵塔巡檢作業流程對輸電線路無人機巡檢工作的應用進行簡要分析。無人機在開展作業前需要做好準備工作，首先應當調查巡檢過程中的天氣情況，對巡檢區域的風向、氣壓和風力等級進行判斷，其次需要明確巡檢作業過程中的主要目標，對線路巡檢區域的線路名稱和作業點進行定位。實施智能無人機巡檢工作時，需要通過多個無人機進行起飛前檢查和安全巡檢工作，確保無人機可以在巡檢過程中正常連接遙控信號。

三、輸電線路智能無人機巡檢關鍵技術

1.控制無人機飛行姿態

輸電線路智能無人機在巡檢過程中，需要保證無人機在飛行過程中可以對巡檢圖像進行收集，在無人機近距離拍攝輸電鐵塔和線路的過程中，如果無人機無法克服不穩定的風向和氣流，那么便會對巡檢效果造成一定的影響。因此為了保證無人機在工作的過程中擁有良好的巡檢狀態，這就需要對無人機的飛行姿態進行精確化的控制，避免無人機在飛行過程中受到外界的干擾或是系統出現不穩定的問題，使無人機可以在起飛后根據預先設計巡檢線路采集照片，再通過人工瀏覽的方式對所采集的照片進行識別和記錄。

2.無人機無線通訊技術及抗干擾技術

智能無人機在線路巡檢過程中會受到鐵塔和輸電線路附近較強的磁場影響，這便會影響到智能無人機對信號的傳輸效率。智能無人機在信號的傳輸過程中需要通過地面基站開展雙向數據傳輸，這樣才可以完成無線傳輸模塊，操作人員及地面基站便可以根據無人機當前的飛行狀態，完成實時視頻拍攝、數據圖像傳輸、確定無人機飛行位置等一系列工作，進而提高無人機在線路巡檢中的抗干擾能力、快速傳輸能力和遠距離飛行能力。

3.無人機線路故障查找技術

智能無人機在線路巡檢中需要通過其高清攝像機和相機，對巡檢路段的線路進行視頻錄像和圖片拍攝作業，同時還需要對這些數據信息進行自行儲存，工作人員通過無人機設備所收集到的數據信息進行時間推算，便可以判斷輸電線路當前在運行中的工作狀態。同時還可以及時地發現線路和鐵塔是否在應用中出現閃絡痕跡、懸掛異物、絕緣子破損、電氣設備自爆等問題，此外電力公司通過給無人機搭載不同的探測設備還可以取得不一樣的探測效果，例如給輸電線路搭載激光雷達探測儀、紫外成像儀等設備，便可以幫助無人機完成鐵塔和線路的實際運行情況監測。

4.圖像缺陷自動識別技術

當前無人機在收集圖像信息和輸電線路圖像時，會由于無人機成像設備的抖動或無人機自身機身不穩定造成定位或診斷線路故障，這便會給無人機帶來模糊圖像的問題。因此無人機設備對模糊圖像開展復原工作較為重要，同時輸電線路所在區域的地理分布位置和地理環境較為復雜，如果僅靠肉眼來降低背景和目標圖像之間的差異，那么很難提高圖像的辨識度，往往會遺落部分故障，所以無人機在采集圖像的過程中通過應用圖像缺陷自動識別技術較為重要。

無人機飛檢之后需要處理大量的照片數據，單靠巡檢人員逐個識別，工作量巨大，而且存在缺陷漏判。利用圖像智能識別技術，將訓練照片統一導入軟件中，將自動識別出桿塔缺陷，并可標志出缺陷嚴重程度，大大縮減工作量，提高效率。

四、輸電線路無人機巡檢的具體應用分析

在輸電線路中采用智能無人機開展巡檢工作，實際上是高科技巡檢技術的應用，目前我國智能無人機在巡檢線路中的應用還處于研究試驗階段，因此還未形成一套統一的作業方案和作業流程。所以在當前應用中需要通過通常區間二型模糊神經網絡識別提高無人機對模糊控制器的應用，使無人機在飛行中具有較高的跟蹤精準度，提高無人機應用中的魯棒性還可以避免無人機在飛行中受到外界因素的干擾;給智能無人機搭配紅外線掃描儀，無人機還可以對輸電線路區域超過表面溫度的發熱異常點進行紅外光譜圖像分析，這樣便可以判斷輸電線路中的絕緣子、接頭和線路等位置是否出現電氣故障;無人機在線路巡檢中加入自主預處理和圖像優化技術，滿足無人機在對鐵塔和線路運行狀態進行檢測時，對高質量圖片信息的收集。

五、結束語

在輸電線路巡檢中如果采用單一的人工巡檢，那么對山區和跨越大江大河的輸電線路進行充電時所耗費的時間成本、人力成本較高，同時也難以滿足當前大規模電網建設對電力巡檢的迫切性需求。因此當前在輸電線路的巡檢中采用智能無人機開展工作，便可以在提高巡檢效率和質量的基礎上，增加電力企業經濟效益。

參考文獻

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