無人機在輸電線路巡檢中的應用

周鑫

摘要：基于無人機的輸電線路巡檢技術有效彌補了傳統電力巡檢短板，使得輸電線路巡檢滿足了新時期的電網巡檢需求。本文結合實際情況就基于無人機的輸電線路巡檢技術應用問題進行了深入的系統說明和分析，并通過一系列工程實踐驗證了這項技術的高效率、低成本、安全性、可靠性。

關鍵詞：無人機;輸電線路;線路巡檢

引言

本文闡述輸電線路巡檢的實際狀況，無人機巡檢功能、技術應用、案例分析，包括自主巡檢技術、安全監控、缺陷識別技術和巡檢數據、巡檢機型號選擇、巡檢模式分析、巡檢資料的整理和提交。

一、在輸電線路的巡檢情況分析

現階段，我國輸電線路的巡檢包含人工巡檢、機械巡檢、直升機巡檢、無人機巡檢幾個不同的方式。其中，人工巡檢是一種傳統意義上的巡檢方式，在具體實施應用的過程中由于輸電線路的分布范圍比較廣，且在不同環境中都有分布，輸電線路就會比較長，一般層面上的人工巡檢方式會在無形中增加巡檢工作人員的工作量，加大巡檢人員的工作難度。同時，基于電力系統的復雜，對巡檢人員的技術水平也會提出更高的要求，在安排管理不恰當的情況下會降低巡檢工作效率。機械巡檢一般是指使用機器人來完成巡檢工作，機器巡檢作為一種新型巡檢方式，主要用來針對高壓輸電線，在機器人的支持下會提升巡檢工作效率。但是機器人的運作速度比較慢，工作效率還有待提高。無人機巡檢是應用無線遙控設備和機身程序來開展的巡檢工作，無人機能夠通過自身圖像采集設備來收集信息，之后通過信息傳輸設備來將信息傳輸到地面工作站上。無人機巡檢能夠執行一些危險系數高但是操作簡單的操作，能夠有效提升輸電線路的巡檢工作質量。

二、無人機巡檢功能分析

無人機巡檢系統包含無人機、信息采集設備、通信設備、地面工作站四個部分組成，這四個部分具有各自的功能。無人機能夠通過人工遙控設備來對飛行線路、停留的位置進行控制，之后通過自身信息采集設備來將收集到的信息進行整合，而后借助通信設備來將信息傳遞給工作站。無人機會在工作人員的操作下來完成一系列信息的采集整理，之后按照各個指令要求完成工作。無人機能夠對輸電線路中的絕緣子、引流線、導線、桿塔開展檢查，通過發熱擊穿或者接觸點發熱的方式來對輸電線路中是否懸掛異物、是否存在斷股或者脫落的情況進行檢查。無人機在使用的過程中要具備避障功能，無人機在開展巡檢工作的時候要避免和輸電線路的直接碰撞，在輸電操作的時候要注重規避對輸電線路的二次傷害。不僅如此，在開展巡檢工作的時候要確保其能夠在復雜的環境中正常使用，根據無人機設備的使用情況來對其開展必要的檢查，在有需要的時候及時將信息傳遞給地面工作站。

三、在基于無人機的輸電線路巡檢技術應用分析

（一）自主巡檢技術分析

1、自主巡檢技術在實施應用的時候會出現的問題。一是，技術不成熟，無人機每次拍攝角度和位置差別比較大，最終導致拍攝影像的質量高低不一。二是，地面站的軟件沒有根據任務需求來采集數據信息。三是，自主巡檢無人機續航存在問題，不具備無人機自動充電、自動收放的功能設備支持。

2、為了能夠解決以上問題，需要在現有無人機技術基礎上進一步打造出精準定位的模塊，如千兆網絡、RTK等，并在無人機拍攝領域積極推廣現場自適應拍攝技術。

（二）作用安全監控

將飛行數據記錄器、無人機巡檢業務模塊結合在一起，從而實現對無人機巡檢事故的快速分析和判定，在無人機巡檢出現安全問題的時候就問題發生時間、地點和負責人進行判定，分析問題出現的原因，采取對應的解決對策。

（三）缺陷識別技術及巡檢數據

國家電網公司和南方電網公司開始借助物聯網技術形式來將無人機巡檢數據同步上傳到云端系統中，借助圖像識別技術、大數據技術、神經網絡算法來對無人機巡檢數據進行分析，找到當前巡檢工作存在的問題，針對問題提出對應的解決對策。

四、案例分析

（一）工程概況

就某地區電力公司進行二季度巡檢安排，對電力公司內部500kV的線路開展定期精細化巡檢。整個線路所在區域的溝河比較多，交通不便，巡檢地段塔位為80級，平均檔之間的間隔距離為400m，路徑長度為34km。

（二）選擇巡檢機型號

在開展無人機輸電線路巡檢操作的時候需要對線路本體和附屬設施開展精細化巡檢，由此要求無人機具備一定的荷載，并采取措施提升設備的精準性。通過開展一系列的需求分析和現場實際情況，使用多旋翼無人機平臺搭載可見光和紅外線傳感器執行這次任務。

（三）巡檢模式分析

按照《無人機巡檢作業技術導則》，對大體量、大規模的500kV以上的線路，考慮到單側飛行無法完全覆蓋巡檢目標，且容易出現巡檢死角的問題，在巡檢操作的時候采取雙側巡檢模式進行，以線路中心的基本走向為依據，按照安全距離的設定標準來打造出巡檢航線。桿塔巡檢的時候，相機會按照預設的程序來多角度、自動化的獲取桿塔影像信息，由此保證了巡檢數據信息的科學性、完整性和有效性。本次預設巡檢高度會稍微高出規范的巡檢標準，巡檢工作中所使用的設備質量為10kg，巡檢依托中型無人機系統。為了能夠保障飛行安全，設備和巡檢線路之間的空間距離為35m，水平距離為30m。

（四）巡檢資料的整理及提交

巡檢作業一共耗費4h，和傳統意義上的人工巡檢作業相比，本次巡檢作業效率比較高，在巡檢的過程中共采集線路影像0.8TB。面對大量的桿塔和影像數據資料，為了能夠提升數據的整理效率，在傳統人工缺陷識別的基礎上創造性地使用基于圖像分析的自動化照片識別技術，通過多種手段綜合識別。經過本次巡檢一共發現缺陷246處，基本上都是一般性的金具缺陷，如纜線斷股、纜線松股等。同時，一些塔體還存在鳥窩、塔基損壞現象。標注缺陷之后安排專門的人員審核巡檢結果，對塔位的編號、缺陷的類型進行反復檢查，檢查之后將資料整合到影像庫中，并就缺陷信息打造出巡檢報表，制作出缺陷清單。

結束語

綜上所述，為了能夠彌補傳統人工巡檢的問題，本文提出無人機輸電線路巡檢技術應用的思想主張，并從自主巡檢、作業安全檢測、缺陷識別等技術層面具體應用問題進行探究。

參考文獻

[1]梁宇恒.無人機在輸電線路巡檢中的應用[J].通信電源技術，2020，37（02）：145-146+148.

[2]張星煒.無人機在輸電線路巡檢中的應用[J].通信電源技術，2020，37（01）：234-235.