無人機(jī)電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)

陳萬意

（國(guó)網(wǎng)吉林省電力有限公司檢修公司，吉林長(zhǎng)春 130000）

隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提升，人們對(duì)各行各業(yè)的發(fā)展都提出了更高的品質(zhì)要求，也提出了更多的安全性需求?；诖税l(fā)展?fàn)顩r，我國(guó)電力行業(yè)在發(fā)展過程中逐漸開始選擇應(yīng)用現(xiàn)代化高科技技術(shù)，例如無人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)。無人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)在巡檢工作中所占的比例越來越高，為現(xiàn)代電力行業(yè)的安全提供了更好的保障，為居民提供更高效用電環(huán)境的同時(shí)，利用無人機(jī)的安全巡檢技術(shù)使巡檢系統(tǒng)更完善。電路巡檢系統(tǒng)代替人工巡檢為當(dāng)代電力行業(yè)工作人員節(jié)省了更多的輸出成本。利用無人機(jī)技術(shù)的靈活性和便利性，使現(xiàn)代電網(wǎng)的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)化、智能化發(fā)展。

1 無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用的意義

我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)特征和自然風(fēng)貌豐富多樣。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)經(jīng)過各種各樣的環(huán)境，大多數(shù)的電力線路暴露在外沒有經(jīng)過長(zhǎng)期的保護(hù)和維修，我國(guó)的電路系統(tǒng)在長(zhǎng)期的日曬風(fēng)吹和各種地質(zhì)災(zāi)害的影響下經(jīng)常產(chǎn)生各種故障。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，相關(guān)行業(yè)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)當(dāng)前電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起到了高效的促進(jìn)作用，可以通過定期巡檢及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決。

在傳統(tǒng)工作過程中，通過人工的方式對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行巡檢經(jīng)常產(chǎn)生工作漏洞，人為因素導(dǎo)致電力系統(tǒng)中存在安全隱患。受到環(huán)境惡劣的影響，電路巡檢過程中，人工進(jìn)行巡檢的效率較低，且會(huì)造成一定經(jīng)濟(jì)損失。

無人機(jī)電力巡檢技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用，可以高效避免一些危險(xiǎn)。各種自然條件和惡劣的地質(zhì)環(huán)境可能會(huì)對(duì)工作人員造成一些傷害，利用無人機(jī)巡檢系統(tǒng)可以有效地避免對(duì)人員的傷害，且具有較高的安全性。無人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)在任何時(shí)間、地點(diǎn)都可以進(jìn)行工作排查，對(duì)電力系統(tǒng)中可能存在的各種問題都具有非常強(qiáng)的巡查便利性。無人機(jī)巡檢技術(shù)速度快，最快可達(dá)10 km/h，工作效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)人工巡檢。

目前，無人機(jī)技術(shù)還處于應(yīng)用的起步階段，存在較多不足，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及科學(xué)智能技術(shù)的高效融合，使得現(xiàn)代電子技術(shù)以及雷達(dá)定位系統(tǒng)更優(yōu)化，使無人機(jī)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)工作中的應(yīng)用愈發(fā)完善。

2 無人機(jī)電路巡檢系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容

2.1 無人機(jī)電路巡檢系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)需求

（1）無人機(jī)的設(shè)計(jì)工作。

無人機(jī)無法滿足電力行業(yè)的巡查需求時(shí)，設(shè)計(jì)師需要根據(jù)電力行業(yè)的實(shí)際需求對(duì)無人機(jī)進(jìn)行針對(duì)性工作設(shè)計(jì)，充分考慮電力公工作過程中的各種現(xiàn)實(shí)需求和環(huán)境因素，對(duì)無人機(jī)的系統(tǒng)和狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

例如在設(shè)計(jì)過程中，需要考慮自然因素中的崎嶇地形以及自然因素中的溫度變化對(duì)無人機(jī)造成的影響，保證良好控影響因素的前提下，無人機(jī)可以良好地進(jìn)行信息傳輸，保證無人機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代電力巡檢系統(tǒng)中高效融合，促進(jìn)無人機(jī)技術(shù)與電力巡檢系統(tǒng)的高效發(fā)展。

（2）建設(shè)信息化的高效處理平臺(tái)。

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，現(xiàn)代發(fā)展過程中人們已經(jīng)離不開智能化的發(fā)展技術(shù)，借助智能發(fā)展技術(shù)以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化和構(gòu)建，可以使無人機(jī)技術(shù)在信息反饋過程中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)接收和精準(zhǔn)反饋。在分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上高效地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，總結(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)展變化，判斷電力系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)，結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中的檔案進(jìn)行對(duì)比分析，精準(zhǔn)地對(duì)故障位置進(jìn)行定位，為后續(xù)的檢修工作奠定基礎(chǔ)，減少工作量，降低經(jīng)濟(jì)成本。

（3）檢驗(yàn)活動(dòng)。

針對(duì)無人機(jī)的電路巡檢系統(tǒng)進(jìn)行高效檢測(cè)，可以幫助電路巡檢過程中判斷無人機(jī)確定是否存在故障，或發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)電路中是否存在問題。對(duì)無人機(jī)進(jìn)行及時(shí)的檢驗(yàn)，可以分析無人機(jī)是否處于工作狀態(tài)、無人機(jī)是否符合電路巡檢的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)試驗(yàn)過程中可能存在的問題和數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄和歸檔，方便后續(xù)無人機(jī)的升級(jí)和完善，以此促進(jìn)電路工程電力巡檢過程中的無人機(jī)技術(shù)快速優(yōu)化，促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的高效、快速運(yùn)行。

2.2 無人機(jī)電路巡檢系統(tǒng)的構(gòu)成

無人機(jī)及其附屬設(shè)備是線路巡檢過程中的主巡檢設(shè)備，主要負(fù)責(zé)巡檢以及數(shù)據(jù)獲取、傳感等，進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲取和收集，并將相關(guān)信息傳遞給地面。

地面的信息獲取系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)工作的信息獲取設(shè)備，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的無人機(jī)信息獲取設(shè)備具有更強(qiáng)大的信息處理能力和收集能力，可以在惡劣的環(huán)境準(zhǔn)確接收微弱的信息信號(hào)。地面數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)無人機(jī)巡檢中的重要系統(tǒng)，接收完善的數(shù)字信息后進(jìn)行總結(jié)和分析，及時(shí)地呈現(xiàn)給相關(guān)工作人員，明確后續(xù)的處理和工作方案，使檢修和巡檢任務(wù)更高效。

2.3 無人機(jī)電路巡檢系統(tǒng)的整體任務(wù)

無人機(jī)電路巡檢系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面的系統(tǒng)任務(wù)，需要先對(duì)巡檢任務(wù)進(jìn)行完善和控制。無人機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其按照固定的航線進(jìn)行巡檢，使搜查的相關(guān)巡檢信息可以高效地傳入數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)。

無人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)需要完成對(duì)應(yīng)的信息傳輸工作，無人機(jī)的巡檢系統(tǒng)接收信息傳輸后，將數(shù)據(jù)傳遞給工作人員，以便后續(xù)的工作安排，具有良好的過渡性。為了完成精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析，信息處理系統(tǒng)在電力巡檢過程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整分析，使信息實(shí)現(xiàn)高效處理的同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，保障電力線路系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

3 無人機(jī)電力線路巡檢技術(shù)

3.1 無人機(jī)的飛行姿態(tài)控制

無人機(jī)的電力巡檢需要針對(duì)性分析地質(zhì)特征以及自然氣候條件，工作人員需要對(duì)無人機(jī)的飛行姿態(tài)進(jìn)行控制，如何使無人機(jī)在飛行過程中避免強(qiáng)風(fēng)強(qiáng)雨或其他自然災(zāi)害的影響是亟須解決的問題。

例如在現(xiàn)代發(fā)展過程當(dāng)中，無人機(jī)的相關(guān)控制技術(shù)可以使無人機(jī)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和俯仰等動(dòng)作，還可以使無人機(jī)在空中實(shí)現(xiàn)改變航道等，高效地幫助無人機(jī)規(guī)避自然災(zāi)害等因素可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 無人機(jī)電力系統(tǒng)故障探測(cè)

電力系統(tǒng)中應(yīng)用的主要故障探測(cè)技術(shù)為視覺探測(cè)技術(shù)和紅外線、紫外線探測(cè)技術(shù)。

（1）視覺探測(cè)技術(shù)。

視覺探測(cè)技術(shù)是在無人機(jī)電路巡檢工作過程中，通過無人機(jī)搭載高清攝像機(jī)的方式完成，將收集的電路系統(tǒng)拍攝圖片傳輸給地面信息數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。

（2）紅外線、紫外線探測(cè)技術(shù)。

紅外線和紫外線成像的信息獲取，實(shí)際是通過自身溫度以及周圍溫度的變化不同點(diǎn)成像，發(fā)出一定的信號(hào)傳輸給地面收集數(shù)據(jù)的相關(guān)系統(tǒng)。

3.3 無人機(jī)的通信技術(shù)

無人機(jī)電力巡檢過程中應(yīng)用的無線通信技術(shù)是一項(xiàng)非常強(qiáng)大的功能測(cè)量和追蹤定位以及信息傳輸系統(tǒng)。無人機(jī)在運(yùn)行過程中需要對(duì)空間和距離進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量無人本身的運(yùn)行狀況、無人機(jī)的信息傳輸功能。通過無線通信技術(shù)使讓地面人員能夠及時(shí)了解無人機(jī)在運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)追蹤和運(yùn)行狀態(tài)，高效與定位系統(tǒng)相結(jié)合，使地面工作人員能夠充分掌握整體的工作情況。

3.4 正射影像采集以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)

正射影像采集技術(shù)是在無人機(jī)電力巡檢過程中結(jié)合實(shí)際自然情況，為無人機(jī)制定的獨(dú)特?cái)z像采集模式，在原有GPU的基礎(chǔ)上，提升攝像機(jī)的清晰程度和采集速度，可以高效地幫助無人機(jī)快速地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行圖像收集。

在無人機(jī)電力巡檢過程當(dāng)中，地面數(shù)據(jù)處理技術(shù)是最重要的技術(shù)之一。

通過POS系統(tǒng)以及對(duì)應(yīng)的紅外紫外成像儀，完成無人機(jī)的信息傳輸和數(shù)據(jù)對(duì)比，將分析好的數(shù)據(jù)上傳分析中心，做好數(shù)據(jù)處理技術(shù)的主要工作任務(wù)。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代電力高速發(fā)展的過程中，隨著電力數(shù)量的不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)代電力行業(yè)的無人機(jī)電路控制巡檢技術(shù)所占的比例越來越大。在實(shí)現(xiàn)無人機(jī)電力巡檢過程中合理地應(yīng)用，可以使相關(guān)工作者在工作檢測(cè)過程中實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的不斷改革，帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，促進(jìn)二者的高速融合，進(jìn)一步提升現(xiàn)代電力電路檢測(cè)過程當(dāng)中的質(zhì)量效率，保證行業(yè)的未來可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)代無人機(jī)的電力巡檢技術(shù)涉及圖片以及電子通信等影像采集領(lǐng)域，在應(yīng)用和發(fā)展過程中仍有許多的問題需要不斷更新和完善，進(jìn)一步降低巡檢工作強(qiáng)度，促進(jìn)巡檢成本降低，高效縮短時(shí)間的同時(shí)帶動(dòng)巡檢工作的效率提升。應(yīng)用無人機(jī)的巡檢技術(shù)可以在現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展過程中高效地促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，利用高效的定位功能，使無人機(jī)的位置和實(shí)時(shí)運(yùn)行模式都得到良好保障。