基于无人机红外影像技术的配电网巡检系统

蒋钰

（国网长治供电公司，山西长治 046000）

基于无人机红外影像技术的配电网巡检系统

蒋钰

（国网长治供电公司，山西长治 046000）

当前随着人们物质生活水平的不断提高，用电负荷也在不断增长。利用红外测温技术检测电力设备发热隐患，当前已经在电力系统中得到了广泛应用，一旦故障发生，就可以马上恢复电网正常工作。无人机打在红外影像设备巡检电网的速度非常快，机动性也非常强，对智能电网下的巡检要求可以充分满足。基于此，本文主要从不同角度针对配电网无人机红外影像巡检系统展开了分析，供大家参考。

无人机 红外影像技术 配电网巡检系统

随着近年来我国电网建设的快速发展，我国用电负荷也在迅速增长，然而和发达国家之间还存在一些差距。红外测温技术的应用可以及时发现设备外部过热故障以及内部绝缘故障，同时还是检查设备状态的一种先进方法［1］，应用这项技术可以及时发现电力设备外部连接点的发热隐患，目前已经在电力系统中得到了广泛应用。而要想减少运行风险，解决人工作业中存在的不足，无人机系统红外影像设备的巡检方案必然要提上日程。

1 飞行动态状态下红外影像优化

自然界中不断产生红外辐射，这主要是由于物体内部分子在发生热运动，其表面的温度明显高于零度，利用红外采集设备可以针对目标能量与温度的关系展开能量分析，利用温度值来表示捕捉到的能量，利用光机系统可以得到基于内量矢量的影像分布信息，最终形成基于目标的红外图像。

在当前电网经常应用的设备中，很多设备故障都会由运行中温度异常情况来表现，从客观上来说利用这种方法可以直接反映出设备的故障状态，这些设备发生故障的过程中也会产生大量的热量损耗。

在电力设备出现故障之前，其关键部位往往会出现温度上的变化，因此应该对电力设备表面的故障信息进行及时检测，在此基础上对故障类型进行确认。同时还要结合红外信息对故障进行分析，利用设备红外特征的变化收集设备故障信息［2］。通常情况下不同设备的表面温度是不同的，但是多数都会呈现出均匀的热分布，而存在故障的设备则会出现集中升温的现象，同时设备红外辐射也会呈现出不均匀的现象，这种情况下利用红外成像仪可以将其辐射变化转变成有矢量像素的热感图像，然后对这种热图多描述的热特征进行分析，就可以对设备缺陷类型进行合理判断。

总之，无人机在飞行过程中，搭载红外设备采集图像会产生一些干扰因素，在这些干扰因素的影响下，应该采取积极措施才能准确采集到实用的红外影响。充分利用图像质心对动态目标展开跟踪，可以得到多幅图像的动态轨迹，经过计算可以得到趋于稳定的目标图像。

2 红外无人机电力巡检系统

传统电力线路巡检通常都利用人工到位的方式，这种模式需要人员的数量比较多，工作量也比较大，而无人机巡检可以对较长线路、大范围的信息进行搜寻，同时还能打在红外热成像设备及可见光拍摄设备，可以拍摄到电力线线路及相关设备的图片信息，对线路上出现的故障隐患进行分析和研究，从一定程度上增强了巡检线路的效率及可行性，成为当今科技含量最高的一种线路维护方式，实用性非常高。

2.1 无人机自身优势

利用无人机的方式展开电力维护，电力检修的效率与速度得到了很大程度的提高，很多工作都能在设备运行过程中进行检测，用电安全得到了有效提升，大量研究表明，与人工巡检效率相比无人机巡检在效率上高出40倍［3］；同时与人工巡检线路相比，无人机系统的应用可以降低劳动强度，同时增加异常地形巡查的可能性，巡检作业人员的安全性也得到了提高，工程成本得到了降低；无人机的飞行速度非常快，反应也非常迅速，具有针对性强的特点，可以在短时间内发现存在的缺陷，及时对故障信息进行补助，有效避免了发生故障以后停电问题的发生，挽回了大量的停电费用损失。

2.2 电力三维地理信息系统

无人机地面控制系统主要负责无人机终端的监控和指令，对无人机的飞行线路进行控制，同时对相关信息进行收集和分项，一旦飞行姿态发生突发状况，可以对其展开合理控制。在整个无人机系统中，地面站作用非常重要，优秀的地面控制系统可以对任务进行高效的完成，为其工作提供有效保障，直接决定了输电线路巡检工作中任务的执行情况。

三维GIS是针对平面地理信息的一种描述，在分析高程数据的过程中如果不能得到理想效果，利用三维空间模型就可以得到实现。一直以来三维GIS都在不断发展，尤其是空间数据库管理系统、地形显示算法以及高效空间分析算法等相关技术出现以后，三维GIS的发展更加快速，当前三维GIS技术已经越来越成熟，并开始投入到应用阶段。充分利用空间查询及分析功能，可以从三维GIS中得到广泛的辅助性决策信息。

从可视化角度来看，三维GIS可以显示出地理数据可见信息，逐渐从三维可视化朝着三维GIS扩展。GIS需要管理的数据和信息非常多，这些数据需要从原来的商用数据库逐渐扩展到其他非标准应用领域，利用数据库管理系统可以对三维空间信息进行管理，此外，将三维可视化、三维空间对象管理结合到一起，就形成了一个集成系统，这是一个新的研究和发展方向。

3 结语

综上所述，配电网是电网中非常重要的一个组成部分，其安全稳定运行非常重要，线路巡检方式及巡检方案对于电网供电可靠性的提升非常重要，可以有效减少供电损耗，对于经济效益及社会效益的提高具有非常重要的意义。近年来随着电网巡检方式的发展，电网检修中新技术的应用也越来越多，这种情况下为了适应新的发展趋势，有必要建立新的电力巡检方式，本文主要配电网无人机红外影像系统展开了研究，供大家参考。

［1］彭向阳，陈驰，饶章权，杨必胜，麦晓明，王柯.基于无人机多传感器数据采集的电力线路安全巡检及智能诊断［J］.高电压技术，2015，（1）：159-166.

［2］彭向阳，刘正军，麦晓明，罗智斌，王柯，谢小伟.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术［J］.遥感信息，2015，（1）：51-57.

［3］王振华，黄宵宁，梁焜，李少斌，杨忠.基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究［J］.中国电力，2012，（10）：59-62.