孫建明

無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)及技術(shù)要點探析

孫建明

（國網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司 安徽合肥 230022）

隨著社會的不斷發(fā)展，我國電力的規(guī)模也在逐漸擴大。傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)存在著很大的弊端，主要表現(xiàn)為輸電線路損壞，維修方式不得當(dāng)，技術(shù)手段不規(guī)范等等。為了能夠保障人們用電的安全性與穩(wěn)定性，系統(tǒng)檢修與維護工作必不可少。它是電力運維的前提，也是提高工作人員技術(shù)手段的基礎(chǔ)。因此，本文針對無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)的原理，對技術(shù)要點進行探討。

無人機電力線路；安全巡檢；技術(shù)要點；探析

前言

近年來，我國輸電線路的規(guī)模在日益擴大，覆蓋面積也比較廣泛。在輸電線路建設(shè)的過程中，穿越的區(qū)域和地勢地形都會對巡檢技術(shù)造成一定的影響。而無人機的發(fā)展則能夠規(guī)避這一情況，為電力系統(tǒng)的檢驗提供了新的平臺。

1 巡檢系統(tǒng)研究的主要任務(wù)

1.1 遠距離勘測

巡檢技術(shù)是當(dāng)前比較先進的一種電力線路檢驗手段，也是現(xiàn)階段最常用的一種。它適用于地形比較復(fù)雜，并且距離比較遠的探測情況。它的任務(wù)是多樣化的。首先，巡檢系統(tǒng)是以紅外線測量為主，紫外線和激光掃描為輔的遠距離探測方式。它能夠第一時間對信號進行感應(yīng)，并且以“無人機”為監(jiān)測工具，避免因地形地勢不暢而造成的阻礙，以數(shù)據(jù)為調(diào)控方式，進行過程監(jiān)督以及安全控制。另外，巡檢系統(tǒng)有時時操控的功能，它能夠及時獲取輸電系統(tǒng)的清晰影像，并且查看基礎(chǔ)設(shè)施在走廊或者是桿塔處的空間位置。

1.2 數(shù)據(jù)處理平臺的構(gòu)建

數(shù)據(jù)處理平臺的構(gòu)建是無人機巡檢系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)檢驗方式的一種。在傳統(tǒng)技術(shù)下，工作人員只能夠通過不定期的查詢進行檢查，其精確性與技術(shù)性成為了制約電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵。而在無人機巡檢系統(tǒng)下，它主要是以“高空遙感”為處理平臺，以數(shù)據(jù)收集為主要手段，以信息傳遞為基本途徑，在傳感器下進行信息的提取以及電力故障的識別。系統(tǒng)內(nèi)部有安全診斷平臺，可以對不同節(jié)點的輸電線路進行驗證，以做到檢驗的準(zhǔn)確性與多樣化[1]。

2 無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)的技術(shù)要點

2.1 飛行姿態(tài)控制技術(shù)

飛行姿態(tài)控制技術(shù)是目前最常見的一種，它主要表現(xiàn)在電力線路控制的有效性上。首先，無人機檢驗也需要一定的條件。由于無人機的飛行距離應(yīng)該以輸電線路為標(biāo)準(zhǔn)，它極有可能受到狂風(fēng)或者是暴雨的影響，耽誤檢測的時間與準(zhǔn)確性。因此，無人機的飛行姿態(tài)控制就成為了一項比較重要的方式。一般來講，無人機在角度設(shè)置時應(yīng)該以45°為標(biāo)準(zhǔn)，與輸電線路始終保持在傾斜的基礎(chǔ)上。該系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就在于它可以運用PID控制技術(shù)，以無人機為主要載體，使飛機能夠從多角度進行俯、仰、翻。最后，系統(tǒng)還有協(xié)調(diào)的作用。它能夠在飛機偏離主測試巷道時進行自動化感應(yīng)，進而協(xié)調(diào)無人機與高架線之前的距離[2]。

2.2 多傳感器高精度測量

多傳感器高精度測量也是巡檢系統(tǒng)中最重要的一種。與傳統(tǒng)的檢測方式不同，巡檢技術(shù)是多傳感器的聯(lián)合。它能夠在多功能傳感器的組織下進行全方位檢測。巡檢系統(tǒng)又可以分為不同的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)的主要功能則是對不同的數(shù)據(jù)進行收集和整合。首先，傳感器將信號傳遞到信息中心處，子系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，按照原有的模型進行重新組合，將同一時刻傳遞來的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)的有效性能夠使輸電線路的運行情況得到檢驗，獲取同一時刻傳遞來的高架線位置和姿態(tài)。在應(yīng)用上，關(guān)聯(lián)性主要是在統(tǒng)一監(jiān)督的條件下進行時間坐標(biāo)的建立。系統(tǒng)內(nèi)部有GPS定位機，它的功能是將收集后的數(shù)據(jù)進行定位。集合后的數(shù)據(jù)會以圖像的形式呈現(xiàn)出來，圖像在形成過程中不斷的發(fā)射定位信號。而GPS定位機則是通過傳感器進行目標(biāo)聯(lián)合，對輸電線位置進行同步跟蹤?？刂破鲿c掃描儀進行連接，進行信號的同步對時，在系統(tǒng)屏幕上將故障顯示，從而實現(xiàn)問題的精確化檢驗[3]。

2.3 線路隱患探測技術(shù)

線路隱患探測技術(shù)主要從視覺探測出發(fā)，運用紅外線等檢查方式進行控制。視覺探測又可以稱為可見光探測。顧名思義，它是利用數(shù)據(jù)形成的圖像進行監(jiān)督。無人機內(nèi)部有高分辨率的監(jiān)測儀。它不僅有監(jiān)測的功能，還可以將地面中所形成的數(shù)據(jù)進行區(qū)分，在信號傳輸?shù)幕A(chǔ)上實現(xiàn)影像管理。技術(shù)人員可以通過視頻連線的方式將探測結(jié)果進行檢驗和分析。在圖像中，技術(shù)人員可以判定故障出現(xiàn)的位置、絕緣體的破損程度、導(dǎo)線的松動情況以及高架線的整體狀態(tài)。利用視覺探測技術(shù)，技術(shù)人員也可以從問題的根源出發(fā)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的管理與控制[4]。

3 結(jié)論

綜上所述，無人機電力線路安全巡檢技術(shù)是輸電線檢驗的一種重要方式，它能夠以數(shù)據(jù)收集和分類為主，在信號感應(yīng)的方式下對圖像進行處理，實現(xiàn)電力通信、圖像識別以及系統(tǒng)的自動化調(diào)控，為我國電力的穩(wěn)定運行奠定良好基礎(chǔ)。

[1]麥曉明，劉正軍，彭向陽，謝小偉，王 柯，左志權(quán).無人機電力線路安全巡檢航線及任務(wù)規(guī)劃軟件系統(tǒng)設(shè)計[J].廣東電力，2013，12：81～85.

[2]彭向陽，陳馳，饒章權(quán)，楊必勝，麥曉明，王柯.基于無人機多傳感器數(shù)據(jù)采集的電力線路安全巡檢及智能診斷[J].高電壓技術(shù)，2015，01：159～166.

[3]王柯，蔡艷輝，彭向陽，劉正軍，麥曉明，張金鐸.用于電力線巡檢的大型無人直升機多傳感器系統(tǒng)集成設(shè)計[J].廣東電力，2016，02：95～103.

[4]陶承志，黃禹銘，李宇程，鄒毅立.無人機在輸電線路巡檢中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2016，16：36～37.

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