張玉芳 馬亞麗

摘要：架空輸電線路是滿足電力遠(yuǎn)距離輸送的基礎(chǔ)，在電力運(yùn)行系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，保障架空輸電線路安全穩(wěn)定，是提高系統(tǒng)供電安全可靠的前提。架空輸電線路具有分布廣、所處地形復(fù)雜、自然條件惡劣等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的巡檢方式往往難以全面準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)隱患問題、查找故障，從而造成較大損失，難以滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)的電力需求。因此，探索無(wú)人機(jī)在架空輸電線路上的有效應(yīng)用，是滿足現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行發(fā)展需求，提高架空輸電線路運(yùn)維效率的重要途徑。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);架空輸電線路;有效運(yùn)用

引言：電力系統(tǒng)運(yùn)行中，架空輸電線路運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性和供電可靠性。因此，電力系統(tǒng)調(diào)度員需要開展有效的線路巡檢，通過加強(qiáng)對(duì)架空輸電線路定期和不定期巡查檢視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決線路運(yùn)行中存在的問題及隱患，為線路維護(hù)提供可靠依據(jù)，從而確保線路運(yùn)行安全。

1無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)是指不需要由駕駛員在機(jī)艙內(nèi)操作完成駕駛的一種飛機(jī)，其主要借助遙控技術(shù)或自動(dòng)駕駛技術(shù)來(lái)完成相關(guān)任務(wù)的飛行載具。與載人飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)的操作更為便捷、體積小、自重輕、應(yīng)用成本更低。早期無(wú)人機(jī)技術(shù)主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，但隨著其技術(shù)快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，無(wú)人機(jī)在電網(wǎng)企業(yè)中的應(yīng)用主要是固定翼、多旋翼、無(wú)人直升機(jī)三種類型。固定翼無(wú)人機(jī)飛行速度較快，具有較遠(yuǎn)的續(xù)航里程，能夠搭載可見光傳感器，在輸電線路路徑巡視觀測(cè)工作中的應(yīng)用較多。多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行模式較為靈活機(jī)動(dòng)，能夠隨時(shí)懸停，從而完成短距離觀測(cè)、攝影，但外部環(huán)境對(duì)其影響較大，續(xù)航里程相對(duì)較短。

2無(wú)人機(jī)的控制巡檢技術(shù)

無(wú)人機(jī)的飛控系統(tǒng)是相當(dāng)精密的，它所建立的無(wú)人機(jī)平臺(tái)擁有分系統(tǒng)，其中包含了大量的飛控計(jì)算機(jī)核心組件，其性能優(yōu)劣與整個(gè)飛控系統(tǒng)的性能關(guān)存在直接關(guān)聯(lián)關(guān)系。一般來(lái)說，無(wú)人機(jī)的飛控計(jì)算機(jī)性能表現(xiàn)都十分強(qiáng)勁，如此才能保障無(wú)人機(jī)安全穩(wěn)定飛行。在這里，飛控系統(tǒng)就承擔(dān)了兩大重要責(zé)任：信息采集以及無(wú)人機(jī)飛行參數(shù)傳輸，它們合理有序控制了無(wú)人機(jī)的飛行速率，可實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行路線的有針對(duì)性解算與控制，基于路線相關(guān)模塊發(fā)送指令，完成飛行任務(wù)管理與調(diào)度工作內(nèi)容。在無(wú)人機(jī)進(jìn)行架空輸電線路巡檢過程中，它主要運(yùn)用到了多余度飛控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可滿足無(wú)人機(jī)飛行需求，建立多部件與系統(tǒng)協(xié)調(diào)體系，確保在統(tǒng)一協(xié)調(diào)機(jī)制背景下完成同一任務(wù)內(nèi)容。在建立余度結(jié)構(gòu)過程中，還需要對(duì)架空輸電線路中的二余度、三余度內(nèi)容進(jìn)行分析，保證順利完成巡檢任務(wù)。而在架空輸電線路巡檢過程中，無(wú)人機(jī)主要利用飛控計(jì)算機(jī)建立雙余度結(jié)構(gòu)，如此可保證簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，實(shí)施針對(duì)監(jiān)控輸電線路巡檢過程中的主從機(jī)控制，降低系統(tǒng)故障覆蓋率。

3架空輸電線路巡檢中無(wú)人機(jī)應(yīng)用分析

3.1構(gòu)建無(wú)人機(jī)綜合巡檢平臺(tái)

首先，確定架空輸電線路巡檢無(wú)人機(jī)的選型。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，輕型無(wú)人機(jī)在架空輸電線路中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)，其體積較小、自重較輕、靈活性強(qiáng)，能夠滿足架空輸電線路所處的復(fù)雜環(huán)境或者狹小空域的巡檢工作。其次，無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，包括殼體、懸臂及云臺(tái)設(shè)計(jì)。無(wú)人機(jī)殼體設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)復(fù)雜地形及多變的天氣環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，提高機(jī)身流線型，降低飛行摩擦阻力，減少動(dòng)力消耗，延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間。無(wú)人機(jī)懸臂設(shè)計(jì)中，可以通過快速折疊鎖緊機(jī)構(gòu)，解決懸臂高空震動(dòng)的情況，避免折疊卡死的問題。無(wú)人機(jī)云臺(tái)是搭載攝影設(shè)備等任務(wù)荷載的支撐設(shè)備，通過云臺(tái)設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)備搭載，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)輕型化、模塊化設(shè)計(jì)，提高無(wú)人機(jī)靈活性。

3.2無(wú)人機(jī)巡檢搭載設(shè)備

根據(jù)架空輸電線路巡檢工作實(shí)際任務(wù)，設(shè)備無(wú)人機(jī)搭載設(shè)備，以確保巡檢任務(wù)的順利完成。（1）高速成像模塊。無(wú)人機(jī)搭載設(shè)備中，高速成像模塊是實(shí)時(shí)記錄與傳統(tǒng)飛機(jī)高速移動(dòng)中的高清視頻，在高速成像模塊中添加電子穩(wěn)像技術(shù)、場(chǎng)景鎖定及目標(biāo)跟蹤技術(shù)等，從而實(shí)現(xiàn)在惡劣天氣下獲取高清圖像的成果。在高速成像模塊中，通過增加畫中畫與字符疊加功能，能夠有效增強(qiáng)系統(tǒng)探測(cè)能力，簡(jiǎn)化視頻跟蹤與處理。（2）紅外、紫外成像傳感模塊。無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀，可以通過紅外探測(cè)器與光學(xué)成像物鏡，獲取紅外熱像圖，檢查輸電線路熱斑情況，同時(shí)將熱圖像向一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控器中傳輸，對(duì)架空輸電線路巡檢中發(fā)現(xiàn)的不正常發(fā)熱現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，提高對(duì)故障隱患檢測(cè)的準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)紫外線成像儀要求具有較高的靈敏度，能夠完成復(fù)雜地形環(huán)境下的靈活運(yùn)用，準(zhǔn)確獲取光子技術(shù)信息。同時(shí)在紫外線傳感模塊選擇中，還需要兼顧成本與開發(fā)周期要求。（3）三維激光掃描模塊。在架空輸電線路巡檢中，三維激光掃描模塊能夠?qū)U塔進(jìn)行全方位立體掃描，并確定其精準(zhǔn)度的經(jīng)緯度及高度位置，最終輸出全方位立體圖片，為架空輸電線路巡檢排障工作提供可靠依據(jù)。

結(jié)語(yǔ)：維護(hù)架空輸電線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證供電系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠的重要前提。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在架空輸電線路巡檢中運(yùn)用無(wú)人機(jī)，能夠有效提高巡檢效率，提升巡檢工作精準(zhǔn)性，降低巡檢難度，同時(shí)解放勞動(dòng)力，進(jìn)一步提高巡檢工作的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，無(wú)人機(jī)在架空輸電線路上具有廣闊的應(yīng)用前景，不斷加強(qiáng)無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用與探究，完善無(wú)人機(jī)架空輸電線路巡檢工作體系，對(duì)于促進(jìn)電力運(yùn)行系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]周晨飛，文顯運(yùn).架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)分析[J].電子元器件與信息技術(shù)，2020，4（10）：59-61.DOI：10.19772/j.cnki.2096-4455.2020.10.028.

[2]張紅兵，索春光，寧友歡，張文斌.無(wú)人機(jī)巡檢架空輸電線路自主避障導(dǎo)航算法研究[J].軟件，2020，41（10）：236-241.

[3]杜超，張濤，李平，朱海波.無(wú)人機(jī)在架空輸電線路上的運(yùn)用[J].通訊世界，2020，27（06）：182+184.

[4]陳劍剛，姚璞，楊俊武，龍濤，何畏.無(wú)人機(jī)在架空輸電線路巡檢中的應(yīng)用研究[J].湖南電力，2019，39（05）：74-77.

[5]于洋.無(wú)人機(jī)在架空輸電線路上的應(yīng)用[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2019.DOI：10.27029/d.cnki.ggdgu.2019.001621.