无人机在电力线路巡检中的应用

周 琳，杨 沛

（国网吉林省电力有限公司培训中心，吉林 长春 130000）

0 引 言

数字技术和计算机技术的兴起，同时也带动了无人机技术的进步，全面提升了无人机技术在现阶段各个领域中的应用。在电力线路巡视工作中，无人机技术能够适应当今的发展需要。通过无人机巡检平台的选型原则，对比无人机的应用优势，做好严格的质量把控[1]。无人机巡检技术并不是单指一种技术，而是由多种高精尖技术融合应用的产物。通过巡检技术、定位技术、无人机技术、遥测技术、通信技术、自动化技术以及智能AI技术等综合应用进行空间巡检信息的获取[2]。航空拍摄工作、数据采集工作、数据处理工作、应对突发事件、获取特殊目标以及进行土方量计算等都属于无人机巡检技术的范围[3]。目前，无人机巡检技术已经慢慢普及，逐渐代替传统老旧的巡检技术。此外，由于无人机巡检技术在实际测量工作中的优势明显，因此使得其应用范围较广，应用频率也越来越高。

1 无人机巡检平台选型原则

无人机凭借其较长的续航能力、抗风能力以及适应不同环境的能力，在当今的电力线路巡检工作中应用广泛。将无人机巡检代替人工巡检在现如今的电力线路巡检过程中取得了良好的效果。按照以前的工作经验，无人机的选择应用需要首先按照巡检平台选型原则进行对比，现阶段应用到电力线路巡检工作中的主要有微型无人机、小型无人机以及中型无人机。其中，微型无人机机动性和灵活性较高，但是携带的电池较小，续航能力较差[4]。小型无人机相较于微型无人机续航能力有所提升，且抗风能力较强，还有一定的载重能力，最高可载重10 kg的物品，飞行范围在20 km以内。3种无人机中，中型无人机的气候适应能力和续航能力都是最强的。

2 电力线路巡检中小型无人机的应用优势

本文将以小型无人机为例，介绍在电力线路巡检中无人机的应用详情和应用优势。

2.1 小型多旋翼无人机

小型多旋翼无人机的应用主要是通过搭载高清相机设备，由专业操作人员进行操作。通过精确的操作，将小型多旋翼无人机停放在指定位置，拍摄杆塔对应位置实现定点电力线路巡检[5]。例如，在巡视某2.2×105V交流单回直路塔时，按照以下巡检规则进行检查。首先是塔号牌，其次是左侧大号塔基，最后是右侧小号塔基。以上3项内容一共拍摄24张高清图片，拍摄之后利用导入子模块将图像信息发射回地面操作系统。经过地面系统对数据分析对比实现图像和杆塔位置的配对，用杆塔对应的部位对图像进行相应格式的命名，然后利用图像分析模块，对部位图像进行缺陷分析，最终生成缺陷报告[6]。

2.2 小型固定翼无人机

小型固定翼无人机主要是用来开展电力线路通道巡视，以及在发生自然灾害之后，评估分析电网现状。根据事先准备好的线路坐标点信息划分小型固定翼无人机的飞行航线，明确起飞点和降落点，实现对整个电力线路通道的巡检[7]。在进行巡视时，要提前对小型固定翼无人机进行程序编程，将其按照事先编辑好的线路，每100 m之间高清拍摄一次，获得一张高清通道线路图片。在完成每个航站的巡视之后，通过图像导入组模块将无人机搭载的检测设备采集的图像信息返回到地面系统，通过系统对比图像信息、GPS模式信息以及数据信息将图像和杆塔进行一一配对，接着利用图像分析系统进行图像分析排除图像中存在的缺陷，生成缺陷检查报告。

2.3 小型多旋翼无人机和小型固定翼无人机对比分析

小型多旋翼无人机只需要一块相对空旷且平整的土地就能够实现垂直起飞和降落。有很多先进的多旋翼无人机可以通过手托的方式实现起飞和降落，并且还能够实现悬停和低速飞行。小型固定翼无人机只需要在机身重量的1/10级上就能够实现起飞，而多旋翼无人机需要较大的电机推动才能够实现起飞。小型固定翼无人机应用于较长线路的形式，该应用优势能够实现长距离的飞行，并且续航能力较强，但小型固定翼无人机在飞行过程中容易受到风力的影响发生侧翻事故，导致巡检失败。

2.4 无人机巡检模式的应用优势

相较于传统人工巡检来说，小型无人机对电力线路进行巡检能够提升工作效率，节省巡检成本。

2.4.1 安全和可靠兼顾

近些年来，随着我国科学技术的进步，无人机技术突飞猛进。目前我国多项研究使用无人机巡检技术，通过摇杆操控无人机，再辅助以计算机技术和图像处理技术更好地进行相关测量工作。此外，由于无人机不需要驾驶员和地质科研员在飞机上展开相应工作，因此在进行危险测量工作时减少了人员损失，提高了安全性和可靠性。

2.4.2 灵活小巧，机动性高

相较于传统的航拍飞机来说，无人机更加灵活小巧，并且升空的时间较短，不需要专门的跑场就能够升到空中进行正常的工作。随着科学技术的不断发展，快速进步的巡检操作系统使得无人机摇感技术的运营成本降低了很多。操作简单的系统和成本较低的运营，促进了无人机巡检技术的进一步使用。在进行无人机巡检之前，通常需要先进行线路的规划，根据规定好的线路进行自动飞行，体现了其稳定性。无人机性能的加强，不仅能进行高强度的航空拍摄，还能够相应的提高稳定性和精准度。此外，由于不需要进行驾驶员的操作，因此能够节省更多的空间进行燃料的添加和储存，相比于普通飞机能够飞得更远，运行时间更长。轻便灵活的无人机能够在射电之内完成100多个行点的测量工作，并且能够不间断地进行测量。而且无人机技术和计算机系统的结合能够将采集的数据瞬间传到地面，工作人员能够及时处理传回的数据，提高处理的效率。

2.4.3 相对成本低

由于无人机的操作系统较为简单，所以造价要比普通的航拍飞机便宜许多。另外无人机只需要驾驶员在地面通过巡检系统进行操控，因此进一步缩短了驾驶员的上岗时间，减少了相应的成本。再者无人机制造所用的材料都是新型复合材料，较为轻便，同时费用较低，能够更好地进行后期维修。此外，如今无人机巡检技术搭载的处理设备对配置的要求较低，相应的数据处理费用也比普通的航拍飞机要少很多。

2.4.4 精度高，角度刁

无人机巡检技术所应用的无人机搭载的都是高科技设备，能够对测量点进行多个方向和多个角度的拍摄。在拍摄过程中，垂直角度、倾斜角度以及水平角度都能够轻易完成。并且无人机体型较小能够穿越狭小的通道，从多个角度和尺度进行拍摄，解决了一部分遮挡物的问题，从而使得测量的结果精度更高。

2.4.5 综合性能高

无论是无人机巡检技术还是其他传统巡检技术，都可以通过使用单一巡检技术轻松地发现目标监视中的漏洞。结合不同的巡检系统，相互学习，弥补彼此间的不足，解决系统中的不同问题，并充分发挥不同系统的优势。此外，由于无人机巡检技术是高度集成的，可以与其他系统很好地集成在一起，因此可以提高其应用效果。

2.4.6 监测效率高、深度广

对于巡检技术而言，保证监测效率是十分重要的一点。如果不能够在第一时间处理发生的紧急事件，就很容易造成不好的社会影响和恶劣的结果。对比其他手段，无人机巡检技术具有监测效率高的优势。因此，利用无人机巡检技术能够第一时间对紧急事件进行有效处理，提高处理事件的效率和监测效率，同时还能改善处理的结果。

仅对大范围的对象进行监视是不够的，并不能达到理想的监视效果。目前，通过无人机巡检技术可以实现小范围的目标监视，同时在应用于电力线路巡检工程的测量过程中，测量范围可以更加灵活，增强控制能力。另外，充分利用该技术可以将目标区域的实际情况反映在相应的仪器中，从而可以扩大监视深度，大大提高地图的直观程度。

3 在电力线路巡检工程中无人机巡检技术的应用

3.1 航空拍摄工作

无人机技术的发展，其飞行高度越来越高，能够进行高空的航空拍摄，这是人工巡检测量达不到的。通过无人机携带轻型光学相机、高分辨率摄像机以及扫描仪等高精尖设备，能够精细化航空拍摄工作。此外，无人机内部还装有微型计算机系统，能够对拍摄的照片和视频进行简单的处理、分析以及保存。

3.2 数据采集工作

在进行数据采集工作时，为了保证数据信息的安全，通常使用手动采集或自动加密采集的方式进行。工作人员通过远程遥控并根据实际需求进行有选择性的数据采集工作，为了保证数据的安全处理不泄露，在数据保存时，无人机内部储存系统通常会进行部分加密处理，这是一种自动保护机制，工作人员需要用专门的密钥进行加密的破解才能最终获取相应的数据。当无人机遇到意外情况不能正常回收时，内部数据会进行相应的自毁处理，防止重要机密的外露，危害国家安全。

4 结 论

随着科学技术的不断进步，无人机技术也在不断的发展，并且在电力线路巡检工程领域发挥了更大的作用。将多种精密的巡检仪器安装到无人机上，能够实现一系列的巡检工作，完成人工巡检和传统巡检完不成的任务。国家和政府应该加大无人机巡检技术的研究投入，提高其技术含量，发挥在电力线路巡检工程中的真正作用，为我国的发展做出更大的贡献。