國網(wǎng)福建省南平市供電公司 陳天添

無人機巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用分析

國網(wǎng)福建省南平市供電公司 陳天添

隨著供電企業(yè)加強對輸電線路的檢修維護(hù)，提高輸電線路供電的穩(wěn)定性和安全性十分重要。在輸電線路中采用無人機進(jìn)行巡檢檢查，可以快速、準(zhǔn)確的實現(xiàn)對故障的搶修維護(hù)，保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。本文從電力系統(tǒng)運行的角度，分析了無人機巡檢輸電線路技術(shù)的實際應(yīng)用效果。

無人機；巡檢；輸電線路；應(yīng)用

在當(dāng)前形勢下，電力企業(yè)的體制改革已取得了一定的成效，它的供電服務(wù)范圍進(jìn)一步延伸擴大，輸電線路的分布也越來越廣。由于地域間的自然環(huán)境差異性，對于輸電線路的日常巡檢，采用人工方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，采用無人機巡檢可以在第一時間發(fā)現(xiàn)故障的位置，而且也不會受到地形條件的影響，還可以實現(xiàn)多角度、全方位的檢查巡視，能夠從整體上掌握輸電線路的運行狀況，因此，它的應(yīng)用對于電力企業(yè)的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

1 無人機的研究設(shè)計分析

當(dāng)前在輸電線路巡檢中，應(yīng)用最為廣泛的是四旋翼無人機和遙控直升機。采用無人機來對輸電線路進(jìn)行全方位的巡視，可以迅速準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障的發(fā)生點，可以大大提高巡視工作的效率。從其產(chǎn)生和自身結(jié)構(gòu)來看，它是先進(jìn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新研究的產(chǎn)物，它的形成主要涉及到以下幾方面：

1.1 技術(shù)方面

首先，遙控直升機采用的是普通直升機的氣動布局，一般可以攜帶圖像采集和實時傳輸設(shè)備，在飛行過程中可以把所“看”到的各種信息通過這個傳輸設(shè)備及時的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，可以大大提高輸電設(shè)備巡視檢修的工作效率[1]。

其次，四旋翼無人機的氣動布局結(jié)構(gòu)是4個旋翼相互對稱式分布，這種結(jié)構(gòu)設(shè)置使其具有良好的起降能力。它安裝有減振云臺和無線傳輸設(shè)備，在對輸電線路進(jìn)行巡檢時可以利用微型高分辨率的圖像采集設(shè)備，獲得高清信息并及時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

1.2 自身系統(tǒng)構(gòu)成方面

首先，遙控式無人機的結(jié)構(gòu)構(gòu)成主體是遙控直升機的本體，其余的包括有減振懸掛裝置、信息采集和傳輸設(shè)備、地面圖像的監(jiān)視和操控系統(tǒng)等。

其次，四旋翼無人機主要由本體和地面監(jiān)控站兩者構(gòu)成。

1.3 功能方面

1.3.1 無人機的功能分析

首先，遙控式無人機的工作流程是由人工進(jìn)行遙控飛行或者懸停在輸電線路的上空，而后再利用信息采集設(shè)備對線路的圖像進(jìn)行實時的采集和傳輸。

其次，四旋翼無人機的工作流程是在地面站的引導(dǎo)下，根據(jù)輸電線路的布設(shè)狀況進(jìn)行信息的采集和傳輸。其自主懸停于特定空間位置，確定后再進(jìn)行圖像采集，可以通過對四旋翼的航向和減振云臺進(jìn)行調(diào)節(jié)，對圖像采集設(shè)備和被檢測設(shè)備的光學(xué)角度和距離進(jìn)行合理調(diào)整，實現(xiàn)對輸電線路設(shè)備圖像的實時采集和傳輸，根據(jù)人工操作的各項指令進(jìn)行控制，而后沿輸電線路進(jìn)行飛行式觀測和信息采集。

1.3.2 地面站的基本功能

四旋翼無人機地面站的基本功能涉及到諸多方面，包括：和四旋翼無人機協(xié)調(diào)進(jìn)行遙控遙測通信、對四旋翼無人機的圖像信息采集位置確定起到引導(dǎo)作用、對無人機所獲得的輸電線路信息實現(xiàn)實時的接收和整理分析、對無人機的飛行狀態(tài)和云臺狀態(tài)進(jìn)行實時的操作控制[2]。

1.4 關(guān)鍵技術(shù)要點以及創(chuàng)新點的分析

首先，四旋翼無人機具有自主懸停、自主導(dǎo)航飛行的特點，可以進(jìn)行輸電線路跳閘后的故障點查找，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建一個完整的輸電線路全過程立體式的巡檢系統(tǒng)。

其次，四旋翼無人機的另一個功能就是可以對輸電線路起到防碰撞保護(hù)作用，用于輸電線路的巡視和檢測，而且還可以對嚴(yán)重自然災(zāi)害下的輸電線路起到保護(hù)作用，例如常見的大風(fēng)、暴雨等。

第三，地面實時監(jiān)控技術(shù)以及圖像防抖降噪技術(shù)在輸電線路巡檢中的應(yīng)用，無人機所配備的可見光視頻可以在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的作用下及時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

第四，對四旋翼無人機一體化設(shè)計和輸電線路的快速檢測系統(tǒng)進(jìn)行一系列的優(yōu)化完善，有效解決流線型機身的碳纖維制作工藝的問題，進(jìn)而解決鋰電池的選型、旋翼的升力、電機的選型以及空氣動力等的問題。

第五，自主懸停和飛行控制系統(tǒng)所具備的自駕和手動模式兩種工作模式，在自主懸停的狀態(tài)下，可以通過地面站的高清健康錄像檢查線路，并保留手動模式，可以按照既定的路線進(jìn)行自主導(dǎo)航的飛行和巡檢。

2 無人機的應(yīng)用分析

2.1 實際應(yīng)用效果

電力企業(yè)在輸電線路的巡檢中采用無人機可以實現(xiàn)多角度、全方位的高空信息采集，可以有效降低架空輸電線路巡檢的工作強度和安全隱患，促進(jìn)巡檢工作效率和質(zhì)量的提高，尤其是在惡劣天氣環(huán)境中，例如在鐵塔打滑時，它可以代替人工登桿和走線，進(jìn)而為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供一個可靠的、安全的方法，在巡視成本方面，也可以大大降低巡檢工作的成本，為社會生產(chǎn)生活的用電提供保障，對當(dāng)前電力企業(yè)的輸電線路巡檢工作具有重要意義。

2.2 無人機的發(fā)展前景

首先，高壓輸電線路中，可以快速準(zhǔn)確的查找故障點，對存在的可疑故障點進(jìn)行高效合理的巡檢，是高壓輸電線路穩(wěn)定運行的保障。

其次，在輸電線路的具體某個路段或局部設(shè)備中，可以快速對故障進(jìn)行巡檢，它的成本較低、體積較小，具有很好的安全性和技術(shù)性。

第三，可以智能化的定點懸停在輸電線路金具和絕緣子的上方進(jìn)行局部的檢測，操作簡單快捷，從而減少人工線路巡檢方式的任務(wù)量和時間，尤其是在環(huán)境條件惡劣的輸電線路中，它的優(yōu)勢表現(xiàn)更為明顯[3]。

第四，無人機所具有的陀螺穩(wěn)定可見監(jiān)視器以及紅外線成像儀設(shè)備，能夠?qū)旊娋€路起到錄像和檢測分析，實現(xiàn)自動的巡檢，并能夠有效解決地形巡視困難以及巡檢困難等問題，減小人工巡檢方式的潛在危險性，提高輸電線路的運行質(zhì)量。

3 總結(jié)

電力企業(yè)在現(xiàn)代社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，是國民經(jīng)濟健康穩(wěn)定運行的保障，對于其運行狀態(tài)巡檢工作具有重要意義。在科技的推動下，無人機應(yīng)用于輸電線路中的巡檢，可以大大提高輸電線路的效率和質(zhì)量，使其運行的可靠性和穩(wěn)定性得到提高，對于電力企業(yè)來說，就要加大對無人機的應(yīng)用和研究力度，提高其實際應(yīng)用的高效性。

[1]張永,李德波,吳翔等.無人機巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用與分析[J].宿州學(xué)院學(xué)報,2013,28(8)：87-88.

[2]諸葛葳.無人機巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用探析[J].科技經(jīng)濟市場,2015,(5)：16.

[3]周海峰.無人機巡檢輸電線路技術(shù)的應(yīng)用與分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015,(18)：1238.