配電網架空線路無人機自主巡檢技術分析

符式陽

摘要：近些年來，隨著社會經濟的不斷發展，社會眾多領域與行業的發展速度與發展水平也在不斷提升。在整個電力系統中，架空線路是必不可少的組成部分，架空線路是否正常、安全、穩定地運行將會對人們的實際生活學習以及生產造成直接影響，因此有效保證其運行具有非常重要的現實意義。對架空線路進行檢查屬于高空作業，因此無人機技術在架空線路檢查中得到了廣泛應用。文章對無人機架空線路巡線技術及其應用進行了詳細分析，希望能夠為業內人士提供一些參考。

關鍵詞：配電網;無人機;巡檢技術

1 當前架空線路巡視現狀

1.1 愈發復雜的巡視環境

我國的電力事業正在可持續穩定發展之中，已經覆蓋了我國大部分的地區，但是很多架空線路交叉分布在野外，這些地方氣候不穩定且比較惡劣，地理環境也復雜多變。例如，我國西北地區多為山地和丘陵，人煙稀少，很多的架空線路都架設在山地和丘陵的頂部，大多數的桿塔還被建設在了無人區，這樣不僅會增加巡線工作人員的查找和檢查難度，還要面臨復雜的環境和惡劣的氣候。這種復雜的查找和檢查環境會增加大量的人力和物力成本，還會存在很多的安全隱患，威脅著巡線工作人員的生命安全。

1.2 較多的巡線內容

在實際架空線路巡線工作的時候，巡線工作人員的工作內容比較多，涉及的巡線范圍也比較廣，在很大程度上增加了巡線工作人員的工作量，而且巡線工作對工作人員的要求比較高，需要其具備較高的綜合能力。巡線工作的主要內容有查看線路的受損情況、回填土的下沉幅度、桿塔基礎情況以及保護裝置的老化程度等等;檢查附屬設備工作的主要內容有每一個防護裝置的運行情況、緊固件的腐蝕情況、警示標志是否安在或者有無殘缺、檢測設備的運行情況等等;巡查架空線路工作的主要內容有地表實際的活動情況、架空線路和樹木，以及建筑的距離情況、架空線路周邊的地面沉降情況以及施工環境等等。

1.3 人工查找故障點存在的難度

首先，大多數的架空線路分布在野外，每個架線桿的距離非常遠，那么在這種情況下，就需要巡線的工作人員根據架空線路的走向進行故障點的查找，這種方式的工作效率非常低，無法有效保證巡線工作人員的生命安全。其次，在以前巡線工作人員查找架空線路故障點的時候，通常情況是依托于望遠鏡、經緯儀，甚至是依靠肉眼來查找故障點及其故障范圍，只有當架空線路有明顯的故障點時，這種方式的查找效果還是很好的，但是一旦出現視距太遠或者故障點并不明顯、比較模糊的情況，這種方式就很難發現和找到故障點，降低了巡線工作人員查找的精準性，增加了及時查找和解決故障的難度。

2 常見無人機架空線路基礎巡線技術

近幾年來，無人機技術在檢測領域逐漸被廣泛應用，獲取監測遙感圖像更加方便快捷，而且還能夠不斷提升檢測技術水平。在架空線路巡線過程中，最經常用到四種基礎技術，分別是多角度多光譜成像、激光振動、電子光學以及紅外熱像儀。

2.1 多角度多光譜成像

機載多角度多光譜成像系統是截止到目前為止唯一一個能夠獲取多個波段多個角度的圖像，還是一個可以獲取紅外熱圖像的系統，當對圖像進行采集之后，可以對架空線路的實際運行情況、與周邊建筑物的距離情況，以及周邊地面情況進行全面詳細的查看和了解，并分析出其地理位置，另外還可以對架空線路進行全方位檢測，能夠找到出現故障點和問題的具體位置，精準測量出各個故障點之間的距離。

2.2 激光振動

激光振動的頻率不同，所代表的含義也是不同的，通常情況下中心頻率和已經開裂的絕緣子頻率是有差異的，要有效判斷絕緣子是否開裂，可以應用激光振動進行判斷。需要把超聲發生器所產生的超聲波反射到絕緣子上，此時會產生微小的振動，可以讓激光對準絕緣子。最后根據反射信號頻譜判斷絕緣子是否開裂。

3 無人機在架空線路巡線方面的主要應用途徑

3.1 采集圖片和影像

在架空線路巡線工作過程中利用無人機，可以把小型攝像機固定在無人機的吊艙之中，拍攝絕緣子串以及導線，在這一過程中需要工作人員對無人機進行操控，及時地把相關的實際情況拍攝下來，當拍攝完畢之后巡線工作人員根據拍攝的圖片或者影像所傳達的信息進行分析和整理，進而正確判斷架空線路的實際情況，制定針對性的策略和方案，最后把圖片和影像進行處理并保存。

3.2 采集和傳輸數據

在應用無人機技術對架空線路進行巡線時，可以充分發揮紅外熱像技術的作用，把信號傳輸到地面的檢測屏幕上，讓工作人員實時對無人機穿過的地方進行觀察，還可以及時對傳輸回來的圖片和影像進行分析和處理，并根據分析和處理結果確定架空線路中發生故障點的具體位置，方便巡線工作人員對故障點進行維修，提高巡線人員的工作效率和質量，提升工作精準度，節約大量的時間，降低人力和物力成本。

3.3 控制衛星導航

目前，已經實現了在無人機中設置衛星導航控制系統，通過調配可以和地面檢測屏幕進行連接，使無人機對架空線路及桿塔進行自動巡線，當發現架空線路故障點之后，可以通過衛星導航來規劃最合理的維修路線，節省巡線工作人員的時間，準確定位出定位點。

4 保證無人機技術在架空線路巡線方面得到順利應用的有效措施

4.1 與相關的最新技術進行有效的結合

在架空線路巡線的時候應用無人機技術，不只是單純地用無人機技術代替傳統的工作人員巡線，更應該在科技水平不斷提升的背景下，與最新的計算機、數字化以及大數據技術進行有效結合，使架空線路巡線工作越來越智能化，促進我國電力行業往更好的方向發展。

4.2 大力培養應用技術的人才

在架空線路巡線中要想充分發揮無人機技術的巨大作用，應大力培養無人機技術的應用型人才，科學合理地操控無人機，對無人機巡檢過程中發生的各種問題進行精準判斷，從而更好地對無人機拍攝以及飛行情況進行適當調整，保證無人機能夠正常穩定工作。

4.3 打造專業電力巡視和調度團隊

在架空線路巡線工作中應用無人機技術，可以避免氣候和環境對巡線的干擾，及時發現有設備故障的架空線路，進而向地面檢測屏幕傳送相關的數據，然后根據無人機傳送回來的具體位置調配巡線工作人員，及時對其進行維修和替換。因此，需要電力部門組建一支專業的電力巡視和調度團隊，保證架空線路能夠得到技術維護和維修。

5 結束語

綜上所述，無人機技術在架空線路巡線過程中發揮著非常重要的作用，且無人機體型小、靈活度高、實用價值比較大。因此在架空線路巡線過程中能夠精準地找到故障點的具體位置，而且外界因素對無人機造成的影響比較小，可以不受氣候和環境的干擾，進而推動電力行業可持續穩定發展。

參考文獻

[1]邵瑰瑋，劉壯，付晶，等.架空架空線路無人機巡檢技術研究進展[J].高電壓技術，2020，46（01）：14-22.