摘 要：架空線路其自身的特性原因?qū)е缕淙菀资艿胶芏嗤饨缫蛩氐挠绊?，惡劣的環(huán)境條件及氣象原因均是導(dǎo)致線路出現(xiàn)故障的原因。基于此需要工作人員沿電線塔進(jìn)行巡視工作，進(jìn)而在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障或損壞，及時(shí)的對(duì)其進(jìn)行搶修。無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)的出現(xiàn)恰好可以對(duì)該類問(wèn)題進(jìn)行處理，對(duì)架空線路中的隱患進(jìn)行排除，下面就架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析研究，希望為我國(guó)巡線工作的開(kāi)展提供更多幫助和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：架空線路；無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.211

0 引言

架空線路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大范圍的覆蓋，途經(jīng)地區(qū)地形情況十分復(fù)雜，為巡線工作帶來(lái)很多困難。若想在最短的時(shí)間內(nèi)排除架空線路中的故障問(wèn)題、對(duì)線路運(yùn)行情況進(jìn)行了解，需要對(duì)其進(jìn)行巡線處理。目前，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到架空線路的檢查工作中，這種技術(shù)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)人工巡線工作中效率低下、效果不佳以及勞動(dòng)量巨大的問(wèn)題，在地形復(fù)雜的路段也可以開(kāi)展巡線工作，巡線工作的效率得到提高，成本有所下降，同時(shí)也可以最大限度的保障工作人員的人身安全。

1 架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)

1.1 位置控制技術(shù)

應(yīng)用無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)對(duì)架空線路進(jìn)行巡線時(shí)，可能會(huì)受到環(huán)境、氣象等諸多因素影響。在巡線工作開(kāi)展過(guò)程中，為了提高無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)應(yīng)用的安全系數(shù)，需要提高位置控制工作的質(zhì)量。研究人員已經(jīng)對(duì)位置控制系統(tǒng)進(jìn)行完善和應(yīng)用，通過(guò)LQG控制器可以對(duì)無(wú)人機(jī)翻轉(zhuǎn)、俯仰動(dòng)作進(jìn)行控制，而PID控制器也可以對(duì)偏行方面進(jìn)行調(diào)整。這種系統(tǒng)的魯棒性較高，穩(wěn)定性良好，因此在無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮較多作用，即使無(wú)人機(jī)進(jìn)入懸停狀態(tài)，人們也可以通過(guò)繩索對(duì)機(jī)體進(jìn)行拖拉，控制系統(tǒng)也能夠正常高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 視覺(jué)跟蹤技術(shù)

對(duì)架空線路進(jìn)行巡線時(shí)，使用的無(wú)人機(jī)需要具備規(guī)避障礙物、導(dǎo)航等能力，因此需要視覺(jué)跟蹤技術(shù)為其提供更多支持。我國(guó)的研究人員已經(jīng)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，然而在將實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)用于實(shí)際時(shí)，尚且存在一些問(wèn)題：機(jī)體的振動(dòng)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生一定負(fù)面作用；由于導(dǎo)線的直徑較小，在整個(gè)圖像背景中不夠明顯，視覺(jué)跟蹤方面的工作進(jìn)程受阻。和架空線路相似度較高的直線型結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)巡線跟蹤工作造成一定干擾，例如各類電力導(dǎo)線和鐵路等，因這些結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)跟蹤失誤，最終造成嚴(yán)重的負(fù)面影響?；谝陨锨闆r，研究人員將霍夫變換的相關(guān)算法應(yīng)用其中，并且可以完成三條線的跟蹤工作，將無(wú)人機(jī)在橫縱兩個(gè)方向的移動(dòng)情況傳遞至控制中心。這種算法可以對(duì)圖像背景復(fù)雜混亂程度較高的區(qū)域進(jìn)行跟蹤。

1.3 故障檢測(cè)技術(shù)

第一，激光雷達(dá)的檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)在定量測(cè)量精度方面存在一定優(yōu)勢(shì)，通過(guò)激光測(cè)距裝置，能夠?qū)€路與建筑間距、線下植被等方面進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，后續(xù)的違章建筑處理工作以及樹(shù)木砍伐工作可以更加順利的開(kāi)展。激光雷達(dá)巡線技術(shù)可以獲取準(zhǔn)確的激光點(diǎn)云信息，對(duì)線路走廊進(jìn)行掃描，之后可以利用航空數(shù)碼裝置的影像信息對(duì)其進(jìn)行輔助，最終完成走廊三維模型的構(gòu)建。但是，因載重方面的制約，無(wú)人機(jī)上激光雷達(dá)巡線裝置的配置仍不常見(jiàn)。

第二，視覺(jué)探測(cè)。將高清的攝像裝置及相機(jī)裝置配置在無(wú)人機(jī)上，完成巡線工作的視頻及圖片的拍攝工作，同步的將信息進(jìn)行傳輸或存儲(chǔ)，然后基站對(duì)視頻及圖像中的線路外觀進(jìn)行分析和觀察，判斷有無(wú)故障。這種技術(shù)可以對(duì)線路顯性故障進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣子破損、變形、斷股以及松脫一類的故障，其圖像質(zhì)量將會(huì)對(duì)判斷工作的準(zhǔn)確性及精度方面造成一定影響。

第三，紫外及紅外探測(cè)技術(shù)。將紫外成像裝置及紅外熱成像裝置配置在無(wú)人機(jī)上便可以完成相應(yīng)的巡線工作。前者可以對(duì)放電紫外信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，將圖像呈現(xiàn)到屏幕中，對(duì)圖像進(jìn)行分析和觀測(cè)，最終便可以得出電暈強(qiáng)度信息及位置信息。紫外成像原理的應(yīng)用可以對(duì)放電情況、導(dǎo)線外傷等方面進(jìn)行檢測(cè)；后者主要通過(guò)非常態(tài)升溫點(diǎn)紅外光譜對(duì)架空線路的線夾、接頭等方面情況進(jìn)行判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的發(fā)熱點(diǎn)。

1.4 無(wú)線通信技術(shù)

在無(wú)人機(jī)與基站之間需要進(jìn)行信息的傳遞，因此需要通過(guò)無(wú)線傳輸裝置實(shí)現(xiàn)這一信息互傳的功能。無(wú)人機(jī)可以記錄每一時(shí)刻的圖像及視頻信息，同時(shí)其位置信息需要被巡線工作人員所掌握，基站可以向無(wú)人機(jī)下達(dá)一些任務(wù)指令，進(jìn)而更好的完成巡線工作，因此在無(wú)線通信方面需要能夠抵抗一定干擾，在較長(zhǎng)的距離可以接收到各種信號(hào)信息。

1.5 無(wú)人機(jī)組合

對(duì)架空線路進(jìn)行巡線時(shí)，可以將無(wú)人直升機(jī)與固定翼機(jī)進(jìn)行結(jié)合，也可讓小旋翼機(jī)和固定翼機(jī)同時(shí)工作。每隔一段時(shí)間對(duì)距離較長(zhǎng)的架空線路進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)固定翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，如果人們已經(jīng)知道了故障發(fā)生的位置，便可以通過(guò)小旋翼機(jī)與直升機(jī)的共同作用下完成巡線檢測(cè)工作。以懸停式的方式對(duì)架空線路徹底、仔細(xì)的檢測(cè)。通過(guò)這些組合方式可以使無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)被最大限度的發(fā)揮，不同機(jī)型之間也可以進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最終避免在巡線工作中出現(xiàn)疏漏，掌握精準(zhǔn)全面的架空線路信息和狀況。

就效果方面而言，無(wú)人直升機(jī)具有一定優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以完成中距離巡線工作，因此若資金條件允許，可以使用無(wú)人直升機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)的組合方式開(kāi)展巡線工作。

2 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)的研究和應(yīng)用價(jià)值較高。較傳統(tǒng)巡線技術(shù)相比，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)可以對(duì)架空線路巡線工作中的缺陷進(jìn)行改進(jìn)和彌補(bǔ)，無(wú)人操作便意味著沒(méi)有人員傷亡，同時(shí)該技術(shù)可以對(duì)地形條件復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行檢查，擴(kuò)大巡線范圍，后續(xù)人們也不必花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)。然而，無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)還存在很大的進(jìn)步空間，人們需要對(duì)其進(jìn)行不斷的研究和改進(jìn)，為我國(guó)架空線路巡線工作的開(kāi)展提供更多幫助和支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]付昱瑋，李字明，姜洪等.無(wú)人機(jī)巡線的發(fā)展和應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2014（03）：25-27.

[2]李卓堅(jiān).中型旋翼機(jī)主配網(wǎng)架空線路巡視應(yīng)用[J].通訊世界，2014（22）：184-185，186.

[3]黃朝增.旋翼無(wú)人機(jī)在10 kV配電線路中的運(yùn)用[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)（下半月），2016，35（06）：65，68.

[4]羅明志.配電網(wǎng)架空線中無(wú)人機(jī)巡線應(yīng)用[J].通訊世界，2014（16）：118-119，120.

作者簡(jiǎn)介：李宏剛（1968-），男，陜西周至人，本科，機(jī)電高級(jí)工程師，研究方向：煤礦地面供電技術(shù)及管理。