电力线路巡视中无人机技术的运用

吴海珣

[摘    要]电力线路的敷设满足了人们的生活所需，随着供电负荷的日益增加，为保证供电工作稳定安全的开展，就需要电力公司做好电力线路的检视工作。电力线路不仅布局于城市内，在地势复杂的山地地区，环境较为恶劣的高原地区也有建设。一些线路分布在比较隐蔽的空间内，不易被检测器检测，从而无法对故障进行及时处理。传统的人力对线路进行巡查，面临极大的挑战，工作效率不高，还存在各种危险因素。近年来，国内外的电力行业都开始着力于无人机巡查技术的开发和研究。利用无人机设备替代传统人工进行线路巡检有很多优势，但也需要对无人机设备技术进行不断更新。文章概述了无人机技术的优势，结合其设备系统来探究在电力线路巡检工作中的实用性，并提出其在巡视中存在的一些客观问题，并对未来的发展趋势给予了几点建议。

[关键词]电力工程;无人机设备;线路巡视

[中图分类号]V19;TM75 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–00–02

Application of UAV Technology in Power Line Inspection

Wu Hai-xun

[Abstract]The laying of power lines meets the needs of people's lives. Due to the increasing number of power supply loads， in order to ensure the stable and safe development of power supply work， it is necessary for the power company to do the line maintenance work. At present， power lines are not only deployed in cities， but are also constructed in mountainous areas with complex terrain and plateau areas where the environment is relatively harsh. Some lines are distributed in a relatively hidden space， which is not easy to be detected by the detector， so that it is impossible to deal with the fault in time. Traditional manpower patrols the line， facing great challenges， low work efficiency， there will be various dangerous factors. In recent years， the power industry at home and abroad has begun to focus on the development and research of drone inspection technology. Using drone equipment to replace traditional manual line inspection has many advantages， but it also needs to update the technology of drone equipment. This article is based on an overview of the advantages of UAV technology， combined with its equipment system to explore its practicability in power line inspection work， and put forward some objective problems that exist， and give some suggestions for future development trends.

[Keywords]power engineering; unmanned aerial vehicle equipment; line inspection

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1 概述

1.1 運用无人机技术对电力线路进行巡视具有的优势

随着电力事业发展欣欣向荣，传统的电力线路巡查方式已经不能满足当下的需求。电力线路的实际运行情况受地区的影响存在诸多差异。所以在日常管理中需要做好电力运行巡视工作，尽早发现暴露出的问题部位，及时排查可能存在的隐患。将分析结果汇总后，提出有针对性的措施，对电力线路进行完善和改造，以保证供电工作的稳步进行。利用无人机设备对电力线路进行检查，高速相机可替代人工检查电塔顶端部位;受外界环境和气候的影响较小，可在雨雪天气出行巡查;若设备具有强大的电池续航能力，可持续不间断地进行排查，提高巡查效率和质量，减少人力劳动，降低事故风险。在一些区域，将人工巡线和无人机技术相结合，提升了巡查工作进度和效果。

1.2 无人机设备在电力线路巡视中存在的问题

无人机设备因其具有诸多优势，在电力线路巡视工作中有很大的积极作用，受到电力企业的青睐，但也有很多问题需要注意。

无人机设备是一个较为智能的工具，但其并不能对任何线路问题进行识别。一般排查问题的手段与内部设定的比对程序有关，所以仅可能排查到一些已经出现过的，所了解的问题，对这些普遍存在的问题进行简单的识别。而一旦有新的问题出现，则可能会漏查，这也是目前技术受限所致。利用无人机进行图片采集时，设备和线路之间的距离会影响图片信息的清晰度，进而影响最后的数据结果。为了拍摄较为清晰的图像，无人机设备需要花很长的飞行时间，并缩短距离到40m之内。这无疑增加了时间和资金成本。

1.3 对无人机设备必要的管理与维护

无人机设备在工作过程中，利用其自带的数据处理系统先将获取的数据进行整理归类，把整理好的数据汇总传输至故障监控预测中心，该系统对数据信息进行判断，以评估线路是否存在问题，存在问题的确切部位。根据无人机设备的工作原理，在对其进行维护时，就需要对这些板块信息进行考虑，及时升级相关软件系统，从而保证设备系统的实用性。除了对系统进行常规维护外，还要定期对设备系统进行安全维护，例如做好无人机续航能力的检测，对电池进行维护管理，以保证无人机设备能够正常完成巡线任务。

1.4 无人机技术在电力线路巡视领域的发展方向

在未来电力线路巡视工作中，无人机设备系统将会向以下方向发展：当前一些无人机因为自身性能的影响执行某项任务，还需要人为的指令。今后无人机系统会结合智能化服务设备，着力于无人机的电动固定翼、自身导航等方面进行研发升级。在无人机的航拍功能方面，目前无人机的全自控系统和缺陷识别功能还达不到智能化的水平，所以需要在此层面进行着力研发。此外还需要对无人机设备进行互补功能的运用。

2 分析无人机设备的构成

2.1 图像传输技术

无人机技术中较为重要的一个环节是图像的传输技术。在对电力线路进行巡查的过程中，无人机会收集很多图像信息，然后传输给终端的相关人员进行分析处理。图像的像素清晰程度，是影响整个数据结果的现实因素，这就需要根据实际的工作要求，对无人机设备中的图像传输技术进行提升。例如在无人机设备系统中应用高速摄像机，可以保证巡线工作中拍摄照片图像的清晰程度较高。传输给工作人员分析时，能够提供可靠的、详细的信息，方便进行下一个工作环节的安排部署，从而可以为整体工作带来积极的影响。但是无人机在对图像进行传送时，和传统的无线设备还是有一些区别的。在遇上高压以及电流干扰的情况下，采集的图片信息清晰程度差，同时传输过程也可能会受到影响，所以需要图像传输系统必须具有较强的抗干扰能力。我国在图像传输技术上也投入了很大精力进行研究，但也仅集中于降低带宽使用率、降低图片信息量等方面，这也是当下需要着手解决的一类问题。

2.2 无人机设备的系统构成

无人机设备在电力线路巡视过程中所涉及到的设备系统主要有以下两种：

（1）飞行控制系统。此系统可以确保无人机稳定地进行正常的线路巡查工作，一般由PMC遥控接收系统、罗盘系统、测量仪系统等构成。

（2）数据信息采集系统。该系统通过无线通信方式，完成巡查工作任务，获取相关数据并进行终端传输，以便相关工作人员进行分析研究。是无人机设备整体工作的体现，一般由红外成像仪、相机设备、存储空间系统及增稳云台等组成，通过系统的配合有效提高数据的准确性，在保证电力线路系统安全、稳定方面做出积极贡献。

3 无人机设备在电力线路巡视领域的应用效果

3.1 无人机可进行障碍物的有效躲避

虽然利用无人机设备可以提高电力线路巡视工作的效率，但是在这项技术的应用过程中，还需要考虑一些实际因素的影响。电力线路分布的周围不可避免存在诸多的障碍物，例如树枝、电杆、住宅等。如果无人机需要近距离进行巡查，难免不会发生碰

撞。同时无人机在飞行途中也有很多不可控因素，比如飞行中的小鸟，也会是其航行中的一个障碍物。首先尽可能对无人机的航行线路进行规划，避开一些障碍物。另外无人机设备需要在智能技术上做很大提升，使其可以有效躲避这些障碍物，避免发生碰撞造成损失。无人机在航行过程中可以借助于雷达探头，提前探测前方道路情况，判断是否存在障碍物及其相应位置情况，然后利用控制系统有效进行躲避，从而避免碰撞的发生。此外也可以借助红外线光感系统，若探测到前方有障碍物，系统会捕捉不同的光源，及时发出指令使无人机改变航线。

3.2 常见的飞行模式及组合方式

在运用无人机技术时，需要对其飞行模式进行研究，以确保在巡视过程中能够依据指令，展开相应的工作，高效率地完成线路巡查工作。通常把飞行模式分为以下4种：①固定翼的无人机模式，适用于距离较远，需要快速进行巡查的区域;②地面中继无人机的模式，采用这种模式可实现对一些区域范围较小的线路进行巡查工作;③空中无人机的模式，在对高空中的线路进行巡查工作时用这种模式会更为便捷;④空中的中继模式，这种模式在巡线过程中可以对检测的信息进行记录。

除了掌握飞行模式的要求，同时为了提高工作效率，对这些模式进行一些常規的组合，有以下5种形式：①固定翼的无人机模式，可以直接单独去进行一些远程任务;②地面中继模式与中型无人机相结合，主要用于巡查一些平地建设的电力线路系统;③中型无人机和空中小型无人机模式，适用于海拔较高区域铺设的电力线路巡查任务;④中型无人机和空中中继模式，同样也是应用在高海拔，地势复杂的电力线路巡查工作任务中;⑤小型无人机模式，也可以根据需要单独去进行一些简单的城市电力线路巡检工作。

3.3 无人机技术在电力线路检修领域的应用情况

3.3.1 无人机在常规条件下的应用

对日常的电力线路巡查时，主要利用的是固定翼无人机。虽然这类无人机设备因其内部性能的影响，有很多功能是受限的。但其也能快速排查到线路中的故障部位，侦查到需要检修线路周围的地形，并进行实时监控。同时还可参与特殊巡检，主要针对目的性的巡视工作，从而有效保证日常供电系统的正常运转。

3.3.2 无人机在恶劣环境中的应用

在海拔较高的地区，没有充足的氧气，相比人工对电力线路的巡查，无人机设备在这种极端条件下就发挥了极大的优势作用。当前我国高原地区主要利用的是固定翼无人机对电力线路进行巡视，可以不受环境因素的影响，连续进行工作。未来电力公司可以考虑对无人机做出一些技术上的革新，提高电源的续航能力，强化机体的构造，以更好地适应高原地区地势环境。

4 结语

无人机设备可替代传统人工进行电力线路的巡查工作，具有很多优势，例如能够抵抗极端环境，具有高续航能力。结合自身的数据系统，能够轻松有效地识别一些电力线路故障，捕获图像信息及时传输给后台，便于检修工作的有效进行，广受电力行业的青睐。未来，还需要结合智能技术手段，对无人机设备的系统进行升级，以确保在电力线路检修工作上，不仅可以及时反馈问题信息，还能够提前做出预测，在提高巡线工作效率的同时，有效降低人力劳动，节约时间成本，为电力企业带来更多的经济效益。

参考文献

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[2] 卢斌，朱文羽，王鹏.浅析电力线路巡视中无人机技术的应用[J].中小企业管理与科技，2018（7）：140-141.

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