智能无人机在输电线路巡检中的应用

李树生

摘要：对于输电线路而言，科学应用智能无人机开展巡检工作，不但可以使整体工作质量与成效得到有效提高，降低巡检环节的资金成本，还可以保证电力线路检修工作的参考依据具备有效性，使相关操作人员的生命安全得到切实的保障，进而凭借智能无人机科技完成准确、大范围的电力线路的巡检项目。

关键词：智能无人机;输电线路;巡检应用

一、输电线路无人机智能巡检现状

在输电线路无人机巡检中，无人机是承载监测输电线路运行状态遥感设备的平台。常用的遥感检测手段包括可见光成像、紫外成像、红外热成像、激光雷达电能等。其中，可见光遥感检测利用相机等可见光采集设备，检查肉见可见的输电线路及其附属电力设备的特性和性质变化，已被广泛应用输电线路无人机巡检工作中;紫外遥感检测主要利用紫外遥感设备，检测输电线路和电力设备是否发生电晕放电或局部闪络的现象。由于成本較高，紫外遥感检测尚未在输电线路无人机巡检中被广泛使用;红外遥感检测主要利用红外热像仪等设备，检测运行中的电力设备是否出现过热缺陷的现象;激光雷达检测主要用于输电线路的地理信息测绘和定位导航中。

二、无人机巡视输电线路的特征

在输电线路巡视中无人机具备非常明显的特征，这是因为输电线路其中的绝缘子和金具较小并且与居民区靠近等，尽管塔杆自身的高度较低，可是飞行难度要求超出输电线路，所以在可见光摄像头进行拍摄过程中，因为输电线路自身的绝缘子和金具相对较小等，有关部件具备的精密度则要高出一些，为了可以得到较为详尽的图片信息无人机一定要靠近目标，这对于人员自身的操作技能给出了更为严格的提出了更高的要求。

通常在进行拍摄过程中，一般使用的是推拉杆的一种操作形式，让无人机慢慢的与杆塔设备靠近，并且把无人机控制在距离拍摄物体大概2.0到3.0m左右的位置时进行悬停，同时对其进行拍照。基于这种操作模式下，推拉杆操作的核心就是需要掌握无人机停住的瞬间以及推杆自身杆量，这样的一个操作要求具备一定的工作经验才可以进行，通常熟练人员可以按照相关要求在3.0m左右进行抓拍，甚至可以与被拍摄物体靠近。假如至对线路通道进行巡视，则需要在下风侧进行飞行，和带电体之间需要保持在3m米之上的一个安全距离，使用7m/s～8m/s平稳飞行同时完成拍照以及录像。

三、输电线路的智能无人机巡检

（一）图像数据处理

目前，可将光影像数据智能化处理是输电线路无人机巡检图像处理领域的热门研究方向。传统的电力设备图像数据处理方法是基于人工设计特征提取的机器学习图像目标检测方法。然而，该方法存在检测对象单一的问题，且存在漏检、错检的风险。在输电线路巡检中，有将近900多种常规缺陷，并且电力设备的型号众多，设备之间外形差异较大，基于上述传统图像处理方法仅能检测单一或少数几种电力设备，缺乏基本的通用性和较高的可靠性，因而实际工程应用价值较低。随着计算机性能的不断提升和智能算法的不断发展，有学者提出可建立大型的数据集，将深度学习算法引入输电线路无人机巡检图像的数据处理中。从现有研究来看，深度学习技术在该领域中确实具有更大的优势和发展潜力。但是，目前还难以建立起比较完善的数据集，制约了深度学习技术在输电线路无人机巡检图像数据智能处理中的发展。未来可通过不同单位和公司的合作方式，建立完善的电力设备缺陷数据集，将深度学习技术的优势在无人机巡检图像数据智能处理中的优势发挥出来。

（二）无人机巡检航线规划

在正式运用智能无人机设施开展巡检工作之前，还需要提前设计好飞行航线，现阶段主要有两类航线，一类是三角航线，另一类则是直线航线。详细而言，三角航线对于智能无人机装置起飞地点横向输出的线路更加合适，比较适合较大的档距的线路，智能无人机设备难以接近输电线路的保护区，不会对线路造成影响。需要注意的是，此项航线计划模式，正式运用于电力线路的巡检环节中时，往往会加大无人机的操控难度，这便需要相关实施人员熟悉装置的操作方式，以便可以更加准确的开展识别与调整管控工作。与三角航线相比，直线航线更加适用于升空场地势平坦的环境，同时档距较为短小的电力线路，在开展智能无人机设施巡检工作的过程中，合理规划线路巡检顺序，以此确保巡检的整体成效。

（三）自然灾害后的巡视

无人机并不会受到地理条件的制约，在灾害出现之后能够直接抵达现场，其具备非常严格的工作效率，因此在雪灾和雷暴还有风灾等一系列的自然灾害出现之后及时将无人机设备直接对于输电线路完成有效的巡检，了解受灾地区当前电网运行的实际情况，在有效的完成抢修维护队伍安置的基础上，使用这样的方式Wie电力抢修工作提供所需要的图像信息资料支持，使得工作质量得到保证，其节约了大量的时间。

（四）无人机续航

无人机续航能力不足是输电线路无人机智能巡检技术中存在的另一关键问题，已严重制约了输电线路巡检的效率。目前，无人机续航时间通常为30min左右。为解决无人机的续航问题，部分地区已开始采用了设置无人机机巢的方法。无人机机巢主要有巡检车改装而成的移动式机巢和固定于杆塔顶部的固定式机巢。其中，移动式机巢可在一定程度上提高无人机巡检的续航时间，但并不适应无人机自主巡航的发展趋势，并且人工、维护等成本较高;而固定式机巢仅需少量的人工干预，更加契合无人机自主巡检的要求，因而具有较好的应用前景。然而，如何将固定式机巢完备地融合于输电线路无人机智能巡检技术中，还有诸多技术难点需要攻克。

四、结论

无人机技术的产生进一步使得输电线路自身的巡视能力得到提升，所以针对工作人员来说，需要切实的认识到无人机技术的发展优势，使用不断完善无人机自身的应用路径和相关方法，充分的将无人机在技术上的优势发挥到位，这样才可以使其能够与未来线路巡检要求保持一致，并对其给予高度关注。

参考文献：

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