探究输电巡检中无人机技术的应用

陈 适 金 泉

（国网咸宁供电公司 湖北咸宁 437000）

0 引言

国家电网近年来大力推广无人机进行线路巡视。无人机具有作业强度低，测量精度高、巡视效率高，自动化程度高等优点，不仅体积小、质量轻，携带方便，而且综合成本低，灵活性好，可以进行全方位、高效、非接触式的检查。

传统的输电线路在进行巡检时主要采取的方式是人工巡检的方式为主，随着国民经济的飞速发展，输电线路的里程数也在快速增长。越来越长的里程数与相对固定的巡线工之间的矛盾越来越突出，人工巡检不仅工作条件艰苦、劳动强度大，而且由于巡线工人的素质参差不齐，不仅造成巡视效率低下，而且遗漏忽视缺陷的情况时有发生。这时候，电力行业急需一种效率高、质量可靠、低成本的巡视方法代替传统的人工巡视，无人机的出现解决了这个燃眉之急。

1 应用无人机进行巡检的重要性

高压输电线路为了安全，大多数避开了城市建筑密集区域，多数处于山野之中。若采用传统的人工巡检方式，一名经验丰富的巡线工一天只能检查9～10基杆塔，如果遇到恶劣天气或者特别复杂的地形，可巡视的杆塔数量还会降低，而无人机一般只需要20-25min便可完成一个熟练工人一天的巡视量，大大提升了巡视效率。而且在一般的输电线路巡视中，为了生命安全考虑，独自巡视的巡线工禁止攀登杆塔，这样一来，巡线工只能对杆塔基础、导线、塔材、杆号牌、基地装置等进行检查，而对于绝缘子、三角连板、防震锤、悬垂线夹等杆塔上的金具、以及树障、外破距离导线的精确距离无法确认。如果利用无人机独特的空中超近距的检测优势，从不同的角度拍摄图像，就能及时将更加详细的线路信息带回来地面控制中心。以无人机传输回来的数据，可以建立状态巡视计划，提前发现安全隐患。

除此之外，采用无人机巡检主要要求巡视人员向无人机操作手进行转化，而日常巡检对无人机操作手的人数要求很低，对于公司来说，相较于大量、高劳动强度的运维成本，投资培训一批无人机操作员是非常划算的。

2 无人机在输电巡检中的关键技术

在应用无人机进行输电线路的巡检的过程中，需要了解多项关键技术。我们查询了有关的资料，选择了其中几种关键的技术类型进行分析，以下是具体的研究结果：

2.1 无人机的飞行控制系统

目前无人机飞行控制系统通过以下几个方面控制机身的稳定：

（1）通过GPS信号传输，可以在任意方位传来气流冲击时保持空间位置可飞行姿态的稳定。

（2）在锁定飞行高度的情况下，自动调整，保持飞行高度。

（3）保持飞行航向的稳定。

（4）采集飞行信息，及时与地面信号控制器进行交流。并在紧急情况下，提醒操作手进行紧急迫降。

（5）地面控制器传出指令时，无人机可以实时做出相应动作。

（6）飞行路径中遇到障碍物时，具有自动壁障功能。

（7）具备其他应急处理的功能。

2.2 无人机常用的传感设备

目前，无人机采用的无人机传感器主要以可见光检测设备和红外检测设备为主。

可见光检测设备。以高清防抖数码相机、高清摄像机为主。利用可见光波段的传感器对杆塔本体、导地线、金具、绝缘子、钉销等部件的外形、大小、完整程度、颜色，以及输电线路通道内树障、房障等外破、交叉跨越、“三跨”情况进行记录，必要时可以全程录像。

红外检测设备。以制冷型和非制冷型为主，搭配不同规格的红外镜头。实质上是将红外热像仪搭载在无人机上，对输电线路的导线、引流板连接处、耐张线夹压接处及其他金具连接处进行温度监控，通过热辐射的分布特征，判定相关部位是否处在正常温度范围内，提前发现潜在隐患。

2.3 自动巡检

传统无人机采用了GPS定位系统，在飞行过程中接收到四颗卫星传输过来的伪随机码（C/A码），通过航拍电文的不断修正来规范飞行轨道。近两年，技术人员通过记录航道上的空间坐标信息，并让无人机在制定的位置拍照，建立输电通道空间模型，可以在1m的误差内确定树障及房障等外破距离，进一步降低了运维人员的劳动强度和巡检效率。运用RTK（载波相位差分技术）的无人机在慢慢投入使用，该技术通过将基准站建在已知或未知点上，基准站接收到的卫星信号通过无线通信网实时发给用户，用户接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合解算，可以将树障及房障等外破的误差降低在30～50cm。

3 输电线路中无人机巡检技术的应用

采用无人机技术对输电线路进行巡检可以提高巡检的效率，无人机技术是一种新型的科学技术，这项技术的应用不仅提高了巡检的效率，还进行了一定的创新，对人工智能技术以及新型检测技术等进行了应用，在降低了工程成本的情况下提高了检测的效率，因此，无人机巡检技术的应用对我国输电线路的完善有非常重要的作用，对我国电能企业的发展十分的有利。采用无人机技术对输电线路进行巡检时需要考虑实施方案的选择，要做好前期的准备工作，例如：测绘工程的进行应该按照有关的条文规定进行，要根据具体的测绘信息对测绘工程进行制定，降低线路出现故障的可能性。对电力系统的维护需要多方面人员的共同努力，因此，采取合适的巡检技术有利于电力系统的故障检测，有关的工作人员应该保证输电线路的稳定情况，对无人机拍摄的图像资料进行充分的观察，对出现故障的部位进行及时的维修，从而保证输电线路的完善，为我国电能资源的稳定供应做出一定的贡献。

4 结束语

通过对上述的资料进行分析，我们可以知道，现阶段，我国在进行电力产业的发展的过程中还存在一些问题，如何解决这些问题对我国电能产业的发展非常的重要。输电线路的质量对电能的稳定供应十分的关键，因此，对输电线路进行巡检可以有效地解决现阶段电能企业在发展的过程中所面临的各种问题。采用无人机技术进行巡检可以降低工作人员的工作量，对巡检效率的提高也有一定的好处，有关的研究资料表明：巡检效率的提升可以从根本上提高电能供应的效率，降低故障等情况的发生，对我国电能企业的发展非常的重要，有利于人们生活质量的提升。