黃佳精

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧市 530031）

淺談無(wú)人機(jī)在電力輸電線路的各種應(yīng)用

黃佳精

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧市 530031）

無(wú)人機(jī)技術(shù)具有可控性、機(jī)動(dòng)性等特點(diǎn)，隨著科技的發(fā)展，該技術(shù)的應(yīng)用范圍及頻率也得到了擴(kuò)展與增加，不僅能應(yīng)用在輸電線路規(guī)劃與測(cè)量，還能應(yīng)用到輸電線路巡視工作中，充分彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工作用的不足。本文將對(duì)無(wú)人機(jī)在電力輸電線路中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

無(wú)人機(jī)；電力輸電線路；應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)電力需求也越來(lái)越高，將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到電力輸電線路中能起到提高電力工程質(zhì)量的作用。在短短幾年時(shí)間里，無(wú)人機(jī)得到了飛速發(fā)展，其功能延伸到我國(guó)各領(lǐng)域中，展現(xiàn)了全新的發(fā)展生機(jī)。筆者將分別從：無(wú)人機(jī)相關(guān)研究、無(wú)人機(jī)技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)、無(wú)人機(jī)在電力輸電線路中的實(shí)際應(yīng)用，三個(gè)部分進(jìn)行闡述。

1 案例分析

以某地區(qū)為例，其山地面積占轄區(qū)面積近3/4，為解決百姓用電之急，電力人員試圖對(duì)電力輸電線路進(jìn)行架設(shè)，但由于環(huán)境受限，輸電線路架設(shè)工作遲遲無(wú)法落實(shí)。為改善這一現(xiàn)狀，該地區(qū)采用無(wú)人機(jī)來(lái)開(kāi)展輸電線路架設(shè)工作，并在短時(shí)間內(nèi)完成了這些任務(wù)，充分滿足了百姓需求，并大大提高了工作效率。從該案例中，我們不難看出，無(wú)人機(jī)在輸電線路中的應(yīng)用效果相當(dāng)好，本文將根據(jù)該案例，來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析探討，以期促進(jìn)無(wú)人機(jī)的全面發(fā)展，為我國(guó)電力事業(yè)帶來(lái)全新改革。

2 無(wú)人機(jī)相關(guān)研究

無(wú)人機(jī)在運(yùn)行中不需要任何輔助裝置，對(duì)環(huán)境的要求相對(duì)較低，并能在野外工作，在實(shí)際工作中，無(wú)人機(jī)利用自身優(yōu)勢(shì)，可以全方位地對(duì)輸電線路運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，大大提高了輸電線路巡檢的質(zhì)量及效率。此外，無(wú)人機(jī)智能化程度相當(dāng)高，操作起來(lái)簡(jiǎn)單靈活，其系統(tǒng)性能非常穩(wěn)定，最重要的是運(yùn)營(yíng)成本不高。由于無(wú)人機(jī)搭載設(shè)備豐富，不僅配備了紅外熱像儀，還配備了紫外成像儀，因此在夜間也能充分發(fā)揮出效果。紅外熱像儀主要是通過(guò)對(duì)溫度的異常變化找出發(fā)熱故障點(diǎn)，紫外成像儀則利用電暈來(lái)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況予以分析，從中找出設(shè)備故障問(wèn)題。隨著無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的創(chuàng)新及發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越大，尤其是在輸電線路中發(fā)揮出了重要作用。

無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)通常由任務(wù)載荷分系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)、綜合保障分系統(tǒng)三部分構(gòu)成，所謂任務(wù)載荷分系統(tǒng)主要是一種對(duì)輸電線路信息進(jìn)行檢測(cè)、采集與記錄的系統(tǒng)，通常包括云臺(tái)、相機(jī)、光電吊艙、紅外熱像儀等裝備。無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)則是一種由無(wú)人駕駛的航空器、通訊系統(tǒng)及地面站構(gòu)成，在實(shí)際運(yùn)行中主要利用遙控指令來(lái)完成飛行任務(wù)。綜合保障分系統(tǒng)則是用于保障無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)有限運(yùn)行的集合，其中包括動(dòng)力電池、專業(yè)工具、備品備件及儲(chǔ)運(yùn)車(chē)輛等。無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用徹底摒棄了傳統(tǒng)人工模式，使輸電線路得以穩(wěn)定運(yùn)行。

3 無(wú)人機(jī)技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)

要想促進(jìn)無(wú)人機(jī)的有效應(yīng)用，就必須對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)加以研究，從而全面掌握。關(guān)于無(wú)人機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵性技術(shù)，筆者將從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行闡述：

①無(wú)人機(jī)在航測(cè)中主要是以高分辨率航片為基礎(chǔ)，并對(duì)其數(shù)據(jù)資料進(jìn)行提取。再利用相對(duì)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而獲得云數(shù)據(jù)信息。②無(wú)人機(jī)在進(jìn)行航測(cè)時(shí)會(huì)充分利用航片數(shù)據(jù)，并以此生成準(zhǔn)確的DEM數(shù)據(jù)，并將與之匹配的算法應(yīng)用其中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。無(wú)人機(jī)還可以通過(guò)分辨率高的航片來(lái)對(duì)自然災(zāi)害予以評(píng)估，在這個(gè)工作中，無(wú)人機(jī)會(huì)利用災(zāi)前的遙感影像信息以及災(zāi)后分辨率高的航片充分對(duì)比，以此為依據(jù)來(lái)對(duì)自然災(zāi)害狀況進(jìn)行評(píng)估。另外，無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)會(huì)以點(diǎn)云數(shù)據(jù)為立足點(diǎn)的植被類型，通過(guò)運(yùn)用DEM生成技術(shù)來(lái)對(duì)地貌情況進(jìn)行分類計(jì)算，并形成科學(xué)的矢量信息，為自然災(zāi)害提供科學(xué)的參考依據(jù)。綜上，筆者對(duì)無(wú)人機(jī)關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了分析，從中發(fā)現(xiàn)，要想發(fā)揮出無(wú)人機(jī)重要作用，就必須掌握相關(guān)技術(shù)，以此來(lái)提高無(wú)人機(jī)工作質(zhì)量及效率。

4 無(wú)人機(jī)在電力輸電線路中的實(shí)際應(yīng)用

綜上，筆者對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，實(shí)際上無(wú)人機(jī)應(yīng)用在電力輸電線路中，不僅能實(shí)現(xiàn)線路巡檢，還能實(shí)現(xiàn)線路規(guī)劃工作與架設(shè)。筆者將就其具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

4.1 無(wú)人機(jī)在線路巡檢中的應(yīng)用

在電力輸電線路中，線路巡檢是一個(gè)至關(guān)重要的內(nèi)容。電力部門(mén)將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到線路巡檢工作中，能起到有效作用。首先，電力部門(mén)能通過(guò)無(wú)人機(jī)來(lái)對(duì)線路部件的運(yùn)行情況進(jìn)行了解，從而判斷是否存在故障，以此來(lái)確保輸電線路的有效運(yùn)行。此外，隨著輸電線路的全面覆蓋，火災(zāi)發(fā)生頻率也不斷增多，在這種情況下，電力部門(mén)單靠人工很難對(duì)火災(zāi)發(fā)生后的線路運(yùn)行故障進(jìn)行排查，無(wú)人機(jī)便能充分彌補(bǔ)這一問(wèn)題，無(wú)人機(jī)能對(duì)線路故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，大大提高了線路巡檢效率及維護(hù)速度，有利于電力輸電線路的有效運(yùn)行。無(wú)人機(jī)線路巡檢圖如圖1。

圖1 無(wú)人機(jī)線路巡檢圖

4.2 無(wú)人機(jī)在線路架設(shè)中的應(yīng)用

經(jīng)筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，輸電線路的架設(shè)工作并非是一件簡(jiǎn)單的工作，在電力工程中，由于地形復(fù)雜，導(dǎo)致線路在架設(shè)時(shí)難度加劇，為電力人員帶來(lái)許多麻煩。在這種情況下，將無(wú)人機(jī)應(yīng)用到線路架設(shè)中，能發(fā)揮出重要作用，無(wú)人機(jī)沿線路上空飛行，并通過(guò)一根輕質(zhì)高強(qiáng)的引繩來(lái)對(duì)后續(xù)引繩不斷牽引，如此反復(fù)，直到牽通一根三級(jí)引繩，線路架設(shè)工作就大功告成。通過(guò)無(wú)人機(jī)，充分改善了因環(huán)境帶來(lái)的困難，同時(shí)也在一定程度上對(duì)我國(guó)自然生態(tài)進(jìn)行了保護(hù)。

4.3 無(wú)人機(jī)在線路規(guī)劃中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)不僅能應(yīng)用到線路巡檢，線路架設(shè)中，還能應(yīng)用到線路規(guī)劃工作中。與普通航空遙感測(cè)繪系統(tǒng)相比，無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)更加凸顯，它不僅能在低空取得地形圖像、輸電線路圖像，還能取得光學(xué)圖像，這也是航空遙感甚至衛(wèi)星遙感所難以比擬的。無(wú)人機(jī)應(yīng)用在線路規(guī)劃工作中，主要是依靠測(cè)繪系統(tǒng)來(lái)對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與勘測(cè)，當(dāng)這些數(shù)據(jù)被收集后，電力人員可以對(duì)其進(jìn)行分析，促使線路走向更加科學(xué)合理化，使輸電線路路徑得到充分優(yōu)化，大大降低了輸電線路建設(shè)成本，節(jié)約國(guó)家資源。無(wú)人機(jī)操作流程圖如圖2。

圖2 無(wú)人機(jī)操作流程圖

5 無(wú)人機(jī)的應(yīng)用前景

經(jīng)筆者研究，發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在我國(guó)電力企業(yè)中得到了全面應(yīng)用，如：線路架設(shè)、線路巡查以及線路規(guī)劃。

隨著我國(guó)科技的發(fā)展與創(chuàng)新，無(wú)人機(jī)技術(shù)也逐漸走向成熟，電力企業(yè)通過(guò)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，使人工巡檢故障率得到大大降低，促進(jìn)電力巡檢工作效率與質(zhì)量的有效提升。經(jīng)筆者研究，目前國(guó)家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)已經(jīng)在著手組建無(wú)人機(jī)班，對(duì)各類保障支撐體系予以完善，為其今后的發(fā)展做好了充分準(zhǔn)備，相信不僅的將來(lái)，無(wú)人機(jī)將會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展階段。

近年來(lái)，西方國(guó)家與我國(guó)許多科研人員對(duì)無(wú)人機(jī)的發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)，據(jù)美國(guó)蒂爾集團(tuán)2013年預(yù)測(cè)報(bào)告顯示：在未來(lái)十年，無(wú)人機(jī)的花費(fèi)將會(huì)逐漸翻倍，由2014年52億美元增至2023年的116億美元，且未來(lái)十年總花費(fèi)將會(huì)高達(dá)891億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為9.3%。其中，研發(fā)投入將從2014年的19億美元增至2023年的40億美元，采辦費(fèi)用將從33億美元增至76億美元。美軍將在無(wú)人機(jī)研發(fā)和采辦兩個(gè)方面領(lǐng)跑全球，分別占全球資金的65%和51%，亞太地區(qū)次之，歐洲排名第三。預(yù)計(jì)到2023年，民用無(wú)人機(jī)將占14%的市場(chǎng)份額，無(wú)人機(jī)的發(fā)展前景將是一片燦爛。未來(lái)十年無(wú)人機(jī)市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)圖如圖3。

圖3 未來(lái)十年無(wú)人機(jī)市場(chǎng)份額預(yù)測(cè)圖

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上，筆者對(duì)無(wú)人機(jī)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析，電力輸電線路的施工通常會(huì)受到復(fù)雜的地理環(huán)境、覆蓋范圍限制，對(duì)于電力人員而言難度過(guò)大。據(jù)此我們必須將無(wú)人機(jī)應(yīng)用其中，減輕電力巡線的人力投入，提高電力輸電線路的有效運(yùn)行。無(wú)人機(jī)在電力輸電線路中的應(yīng)用前景相當(dāng)好，有利于電力輸電線路巡檢效率的全面提高，但由于無(wú)人機(jī)通常會(huì)受到天氣、信號(hào)等干擾和人為因素影響，行動(dòng)帶有滯后性，這些問(wèn)題可能會(huì)限制無(wú)人機(jī)的有效應(yīng)用，相信通過(guò)科研人員的全面研究，這些問(wèn)題也會(huì)迎刃而解，使無(wú)人機(jī)的發(fā)展走上另一個(gè)臺(tái)階。

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TM755

A

1004-7344（2016）10-0073-02

2016-3-18

黃佳精（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事35～500kV輸電線路運(yùn)行維護(hù)、檢修方面的工作。