超高壓線路的無人機巡視技術與應用

秦博

摘 要：隨著社會的進步，超高壓線路開始遍布人們生活的方方面面，為了保障安全，必須對線路進行全方位無死角的巡視，由于某些線路的特殊位置，人工巡視就變的特別困難，甚至不可能實現，無人機技術可彌補這方面的缺陷，無人機可在空中對超高壓線路進行巡視，并監測及航拍，將有關數據及資料傳到地面專門控制的平臺，大大的提高了工作效率。文章以多旋翼電動力無人機為例，對無人機在巡視中的應用及優勢進行描述。

關鍵詞：無人機技術；超高壓線路；應用；優勢

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）27-0007-02

1 引 言

我們國家地緣遼闊，電氣化現在已經遍布各個角落，超高壓的輸電線路也是越來越密集，甚至許多偏遠山區也已經告別了煤油燈時代。既然線路已經布設好了，那么就必須要做到實時監護，保證其的暢通性，畢竟超高壓線路都在野外，像大風大雪等一些惡劣天氣，泥石流地震等自然災害包括人為的偷盜破壞設施都會對高壓線路的正常運行造成威脅，其造成的后果是不可估量的。因此做好高壓線路的檢測和維護是利國利民的大事。鑒于線路的廣泛性，如果全都指望人力去實時監測肯定是不現實的，像修建在偏遠山區的高壓線路塔是無法通過人力去進行檢測的，這就給我們管理人員帶來了極大的困難。隨著科技的發展許多的國內外電力部門將目光投向了無人機的研究，如果把無人機應用到高壓線路的檢測和維護上，那么工作效率必將會大大的提高，也克服了一些人力無法觸及的盲區，所以，將無人機如何很好的融入到高壓線路檢測維護中是一個非常重要的問題。

2 無人機系統的構成及分類

無人機作為一個新興事物，現在已經在許多領域得到應用，比如環境質量檢測，航拍任務等。無人機系統主要包括飛機機體、飛控系統、數據鏈系統、發射回收系統、電源系統等。飛控系統又稱為飛行管理與控制系統，相當于無人機系統的“心臟”部分，對無人機的穩定性、數據傳輸的可靠性、精確度、實時性等都有重要影響，對其飛行性能起決定性的作用；數據鏈系統可以保證對遙控指令的準確傳輸，以及無人機接收、發送信息的實時性和可靠性，以保證信息反饋的及時有效性和順利、準確的完成任務。發射回收系統保證無人機順利升空以達到安全的高度和速度飛行，并在執行完任務后從天空安全回落到地面。

無人機分固定翼無人機、單旋翼無人機、多旋翼電動力無人機三種，應用比較廣泛的要數多旋翼電動力無人機，相比固定翼無人機的體積大、沒法懸停及操作困難及單旋翼電動力無人機的抗風的能力差及起飛的重量小、懸停的穩定低等缺陷，多旋翼電動力無人機具有體積較中等，運輸起來攜帶很方便，性價比也高，可抗5級自然風，起飛載重可滿足常規攝像和拍照設備的要求，帶有陀螺穩定系統，懸停穩定度高，單次滯空時間30 min左右，可滿足日常巡檢和故障排查的需求，操作難度不高，容易使用等優點。經綜合評比，在運維檢修過程中建議引入電動力的多旋翼無人機巡線。如圖1所示。

3 電動力多旋翼無人機在應用過程中的優勢

3.1 工作效率高

超高壓線路普遍分散在人工很難到達的地方，因受到特殊的地理環境以及人員本身的綜合素質以及天氣的影響，巡視就變的不但效率很低而且周期也會特別長，更重要的是，巡視出來的數據也不一定精確。此時，無人機巡視技術就顯得特別高效，相比較人工日均巡視五公里的長度，無人機一個小時就可巡視二十到三十公里的長度。最重要的是無人機可以沿著導線來飛行，地形沒法限制住無人機的巡視。而且無人機可以巡視到人工很難看到的缺陷問題而且可以很大程度的降低人工勞動的強度。采用無人機還可以避免傷害到工作人員，提高工作的安全系數，最大限度的增加工作的效率。

3.2 無人機可將紅外線測溫和可見光的巡視這兩個工作 一起完成

無人機的巡線是利用了紫外線、紅外及GPS導航、3G視頻進行檢測，可精確的對線路的缺陷進行檢測。若缺陷出現，巡檢的人員及時將消息傳給運維的單位，對超高壓線路的正常運行有影響的隱患及缺陷可以予以消除，可確保線路的安全運行。比如陜西省的超高壓線路，由于其惡劣的氣候變化以及外地的破壞等因素可影響電網的安全運行，這時候運用無人機，它不但科技含量很高而且巡視的效率也很高，可有效保障電網的安全。

3.3 可對故障針對性排查

由于多旋翼無人機具有易于操控、云臺的控制、巡航以及懸停等多項功能，所以可以對特定的位置進行近距離的精準高清晰度的巡視，這樣可以定點對可疑的故障進行排查及定位，提高排查的效率，縮短排查故障的時間。

3.4 可以將視頻實時接入國家電網統一的輸變電監測的 主站系統及視頻平臺

因為無人機有專門的接入的插件，這樣就可以實時的將信息傳回，可現場對監測到的問題進行解決。

4 無人機在運維檢修中的應用

多旋翼電動力無人機可在日常的巡檢及應急性的搶修過程中，運用高精度的飛行控制系統，低速的懸?；蛘唢w行近距離的去靠近輸電線路，精細的對隱患及故障點進行檢測，最大限度消除隱患，通過制定合適的搶修及巡檢方案對人力和物力進行節省、對搶修的時間進行縮短。

在使用電動力多旋翼無人機的時候，不需要額外補充人力及器械，也沒有安全問題，直接就可以精細的對搶修中遇到的各種故障及隱患點進行監測，而監測的對象可以覆蓋想要覆蓋的所有位置，很多工作的人員沒有辦法到達和很難到的地方都可以監測到，這樣，可以為平臺管理的人員下提高真實詳細的數據為決策和指揮提供參考數據。如圖2和圖3所示。

5 無人機的應用推廣

超高壓線路的無人機巡視技術在運維檢修中的應用，在陜西省乃至西北整個地區在電力系統中的應用也屬于第一次，所以工作人員明顯缺乏操作及實際應用的經驗，與此同時，無人機在控制過程中也非常復雜，針對這個問題，在前期的應用推廣過程中最好采用租用的方式，每次巡檢維護的過程中，全部由廠家派專門的技術人員進行檢測及操作，并在巡視之后提供巡視的記錄報表、高清的圖片及視頻以及工作的報告等一系列文件資料。在此過程中，工作人員也要多學習，并由廠家提供技術服務和培訓，使工作人員慢慢的可以自己操作。對超高壓線路進行巡視原則上一年開展一次，要要充分發揮無人機靈活性特點要和季節性的特點緊密進行結合，對不同季節不同時段的線路進行巡視，通過無人機在不同地理環境下進行巡視的記錄，將經驗進行積累，為以后全面的進行推廣打下堅實的基礎。

6 結 語

無人機在超高壓線路巡視中的廣泛應用是我們對于人工智能實際應用的一次成功的案例。依靠其方便操控，靈活性高，對于作業環境要求不高的幾大優點，能夠準確的發現故障線路，從而得到及時的處理，很好的完成了對于線路的檢測和維護，將風險和損失盡可能的降到最低點，不僅節省了人力物力，還大大的提高了工作效率。

參考文獻：

[1] 何鵬杰，趙曉鋒，秦嚴.超（特）高壓輸電線路直升機巡檢應用[J].山西電 力，2012，03：7-10.

[2] 郭昕陽，李衛國，鄭建剛，等.一種輕型電動無人機在輸電線路巡視中的 應用技術[J].華北電力技術，2013，04：61-64.

[3] 姚亮.無人機在輸電線路全工況監測系統中的應用[J].電力信息化， 2011，05：94-97.

[4] 周輝，楊穎銳，楊生蘭.無人機在電力系統中的應用及發展方向分析[J]. 科技創新與應用，2016，04：185.