架空輸電線路上無人機的有效運用

張玉芳 馬亞麗

摘要：架空輸電線路是滿足電力遠距離輸送的基礎，在電力運行系統中占據重要地位，保障架空輸電線路安全穩定，是提高系統供電安全可靠的前提。架空輸電線路具有分布廣、所處地形復雜、自然條件惡劣等特點，傳統的巡檢方式往往難以全面準確地發現隱患問題、查找故障，從而造成較大損失，難以滿足社會日益增長的電力需求。因此，探索無人機在架空輸電線路上的有效應用，是滿足現代電網運行發展需求，提高架空輸電線路運維效率的重要途徑。

關鍵詞：無人機;架空輸電線路;有效運用

引言：電力系統運行中，架空輸電線路運行穩定性直接影響電力系統運行安全性和供電可靠性。因此，電力系統調度員需要開展有效的線路巡檢，通過加強對架空輸電線路定期和不定期巡查檢視，及時發現并解決線路運行中存在的問題及隱患，為線路維護提供可靠依據，從而確保線路運行安全。

1無人機技術概述

無人機是指不需要由駕駛員在機艙內操作完成駕駛的一種飛機，其主要借助遙控技術或自動駕駛技術來完成相關任務的飛行載具。與載人飛機相比，無人機的操作更為便捷、體積小、自重輕、應用成本更低。早期無人機技術主要應用于軍事領域，但隨著其技術快速發展，無人機在民用領域的應用越來越廣泛。目前，無人機在電網企業中的應用主要是固定翼、多旋翼、無人直升機三種類型。固定翼無人機飛行速度較快，具有較遠的續航里程，能夠搭載可見光傳感器，在輸電線路路徑巡視觀測工作中的應用較多。多旋翼無人機的飛行模式較為靈活機動，能夠隨時懸停，從而完成短距離觀測、攝影，但外部環境對其影響較大，續航里程相對較短。

2無人機的控制巡檢技術

無人機的飛控系統是相當精密的，它所建立的無人機平臺擁有分系統，其中包含了大量的飛控計算機核心組件，其性能優劣與整個飛控系統的性能關存在直接關聯關系。一般來說，無人機的飛控計算機性能表現都十分強勁，如此才能保障無人機安全穩定飛行。在這里，飛控系統就承擔了兩大重要責任：信息采集以及無人機飛行參數傳輸，它們合理有序控制了無人機的飛行速率，可實現對飛行路線的有針對性解算與控制，基于路線相關模塊發送指令，完成飛行任務管理與調度工作內容。在無人機進行架空輸電線路巡檢過程中，它主要運用到了多余度飛控系統，該系統可滿足無人機飛行需求，建立多部件與系統協調體系，確保在統一協調機制背景下完成同一任務內容。在建立余度結構過程中，還需要對架空輸電線路中的二余度、三余度內容進行分析，保證順利完成巡檢任務。而在架空輸電線路巡檢過程中，無人機主要利用飛控計算機建立雙余度結構，如此可保證簡化結構復雜性，實施針對監控輸電線路巡檢過程中的主從機控制，降低系統故障覆蓋率。

3架空輸電線路巡檢中無人機應用分析

3.1構建無人機綜合巡檢平臺

首先，確定架空輸電線路巡檢無人機的選型。隨著無人機技術的快速發展，輕型無人機在架空輸電線路中的應用具有顯著優勢，其體積較小、自重較輕、靈活性強，能夠滿足架空輸電線路所處的復雜環境或者狹小空域的巡檢工作。其次，無人機結構設計中，包括殼體、懸臂及云臺設計。無人機殼體設計應對復雜地形及多變的天氣環境具有較強的適應性，提高機身流線型，降低飛行摩擦阻力，減少動力消耗，延長續航時間。無人機懸臂設計中，可以通過快速折疊鎖緊機構，解決懸臂高空震動的情況，避免折疊卡死的問題。無人機云臺是搭載攝影設備等任務荷載的支撐設備，通過云臺設計，優化設備搭載，實現無人機輕型化、模塊化設計，提高無人機靈活性。

3.2無人機巡檢搭載設備

根據架空輸電線路巡檢工作實際任務，設備無人機搭載設備，以確保巡檢任務的順利完成。（1）高速成像模塊。無人機搭載設備中，高速成像模塊是實時記錄與傳統飛機高速移動中的高清視頻，在高速成像模塊中添加電子穩像技術、場景鎖定及目標跟蹤技術等，從而實現在惡劣天氣下獲取高清圖像的成果。在高速成像模塊中，通過增加畫中畫與字符疊加功能，能夠有效增強系統探測能力，簡化視頻跟蹤與處理。（2）紅外、紫外成像傳感模塊。無人機搭載紅外熱像儀，可以通過紅外探測器與光學成像物鏡，獲取紅外熱像圖，檢查輸電線路熱斑情況，同時將熱圖像向一個或多個監控器中傳輸，對架空輸電線路巡檢中發現的不正常發熱現象進行檢測，提高對故障隱患檢測的準確性。無人機紫外線成像儀要求具有較高的靈敏度，能夠完成復雜地形環境下的靈活運用，準確獲取光子技術信息。同時在紫外線傳感模塊選擇中，還需要兼顧成本與開發周期要求。（3）三維激光掃描模塊。在架空輸電線路巡檢中，三維激光掃描模塊能夠對桿塔進行全方位立體掃描，并確定其精準度的經緯度及高度位置，最終輸出全方位立體圖片，為架空輸電線路巡檢排障工作提供可靠依據。

結語：維護架空輸電線路運行的穩定性，是保證供電系統運行安全可靠的重要前提。隨著無人機技術的快速發展，在架空輸電線路巡檢中運用無人機，能夠有效提高巡檢效率，提升巡檢工作精準性，降低巡檢難度，同時解放勞動力，進一步提高巡檢工作的經濟效益和社會效益。因此，無人機在架空輸電線路上具有廣闊的應用前景，不斷加強無人機技術應用與探究，完善無人機架空輸電線路巡檢工作體系，對于促進電力運行系統發展具有重要意義。

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