曲 達

（廣東電網有限責任公司茂名供電局，廣東 茂名 525000）

1 無人機功能應用現(xiàn)狀及問題

1.1 無人機功能應用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，無人機在實際應用中還處于探索階段，各個國家電力層也會對無人機進行小范圍應用，為巡線操作提供便利條件，但并沒有制定出完整的問題解決方案和應用模式。在我國，載人直升機巡檢工作開始于20 世紀80 年代，由于該種巡檢方式需要投入很多費用，而且靈活性和機動性很差，沒有得到廣泛流行。需要注意的是，我國無人飛行器的研究起步較晚，理論部分并不完善，而且還沒有完全開放。相比之下，無人飛行器在我國國內的應用頻率較高，如影視制作、廣告航拍、消防監(jiān)測以及科研活動等[1]。

國外很多電力公司很早便開始進行硬件開發(fā)研究，實現(xiàn)對激光雷達和巡線技術的有效應用。例如，根據自身輸電線路運維特點，執(zhí)行有效的無人機巡線體系建設操作，全面提升線路運維效率。

1.2 無人機功能應用過程中存在的問題

現(xiàn)階段，國內外電力公司均意識到無人機飛行的重要性，但依然以手動操作形式為主，沒有達到自主飛行狀態(tài)。在拍攝過程中，工作人員應開展手動操作無人機計劃的制定，確保無人機能夠飛行到最高目標高程上，調整好飛行和拍攝角度，這也使得主體操作難度大幅增加。此外，該項操作對于工作人員操作熟練度同樣具備較高要求，安全系數很難保持在規(guī)定狀態(tài)下。在實際飛行中，人們很難對學習功能進行應用，即使是相同任務的執(zhí)行，也需要借助于手動操作。

從如上內容中也能夠看出，除了智能化水平不足外，對無人機的影像資料分析、歸類等同樣存在一些問題，需要消耗大量的人力、物力，從而導致無人機推廣應用受到很大影響。對于無人機和電池的管理，工作人員也不能針對無人機實際情況進行統(tǒng)計操作，無法做到該層面的全壽命周期管理。

2 小型多旋翼無人機在架空輸電線路巡檢中的應用

2.1 高速成像模塊

對于高速成像模塊的應用，主要是在無人機飛行過程中，開展輸電線路圖像信息的采集操作，獲取到更多的可見光圖像。通過上述操作，架空輸電線路的實際情況也能真實的呈現(xiàn)出來，確認其中是否存在絕緣子雷擊、斷股等問題。為了進一步提升無人機巡檢質量，相關工作人員對可見光傳感器提出了更高要求，這其中涉及到的內容有很多方面，如自動對焦功能展示等，進而將4 倍光學變焦功能表達出來，讓實際像素標準保持在1000 萬以上。

2.2 紅外和紫外傳感器模塊

從實際輸電線路檢查過程中能夠看出，容易出現(xiàn)接頭盒、線夾等發(fā)熱情況。為了避免這些情況出現(xiàn)，工作人員會將紅外成像傳感器模塊設置于無人機。在實際架空線路巡檢操作執(zhí)行時，紅外成像傳感器模塊會發(fā)揮出很大作用。同時，相關工作人員還要遵循以往的設計要求，如自動對焦功能展示、相機像素超過30 萬等。當相關工作人員得到熱圖數據之后，還要在第一時間內將其導出，并將最高點數值和位置顯示出來。對于輸電線路和電氣設備之中存在的電暈放電情況，工作人員可以通過紫外成像傳感器對其進行監(jiān)測。為了方便相關工作的執(zhí)行，工作人員可以將紫外成像傳感器搭載在小型多旋翼無人機上，并按照相關技術標準進行有效設計，這其中最為常見的要求有：體積小、質量低于1.5 kg、具備較高的探測靈敏度等，并及時將巡檢過程中出現(xiàn)的故障內容呈現(xiàn)出來。

現(xiàn)階段，整個紫外西橫向傳感器模塊搭載的小型多旋翼無人機探測系統(tǒng)的組成，主要涉及到如下三方面內容：第一，日盲紫外探測儀和微型可見光相機；第二，定焦距日盲紫外探測儀；第三，改進型可見光探測儀。通過對產品的開發(fā)周期以及成本對比，使用效果最好的當屬改進型可見光探測儀，如果能夠將其搭載到小型多旋翼無人機中，巡檢質量及效率也會得到大大提升[2]。

2.3 激光雷達測量技術模塊

一般情況下，機載激光雷達測量系統(tǒng)主要涉及到的內容有：激光掃描儀、慣性導航系統(tǒng)及成像系統(tǒng)等。此外，對于機載激光雷達測量工作的開展，還會應用到航攝數據采集、航攝設計等。基于無人機平臺激光雷達輸電通道巡檢技術的應用，可以確保光學影像數據等內容的同步操作，為后續(xù)預警工作的執(zhí)行創(chuàng)造更多有利條件，確保主體環(huán)境的安全檢查。更為重要的是，工作人員也可以借助于激光雷達電力巡檢和電力線路設計結合操作，讓輸電通道得到高精度還原，這也是三維仿真分析的重要環(huán)節(jié)，可以將輸電線路信息化管理水平提升。例如，基于無人機的激光雷達測量技術模塊，能夠在輸電線路樹障普查及預警中展示出作用。樹線矛盾一直都是電力部門巡檢的重點內容，倘若樹和線安全距離不足，容易出現(xiàn)放電等事故。為此，相關部門引進了LiAir 無人機激光雷達掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)由GNSS 和IMU 定位系統(tǒng)以及存儲控制單元等內容構成，具體作業(yè)流程如圖1 所示[3]。

2.4 智能操縱終端APP

通過對智能操控終端APP 的使用，無人機能夠按照實際規(guī)劃路徑開展自主巡視操作。此外，在實際無人機自主飛行過程中，需要按照實際高程和拍攝角度，實現(xiàn)對輸電線路通道開展持續(xù)拍攝，該類飛行過程不會受到熟練程度的影響，進而將實際飛行操作難度進一步降低，最終使得輸電通道巡視飛行的安全性大大提升。一般整個智能操作終端APP 主要涉及到的模塊有精細化巡視、通道巡視和全景采集等。其中，精細化巡視模塊主要是借助于無人機搭載RTK 組件，讓無人機定位精度達到厘米級別。該模塊能夠提供有效的學習模塊，在實際學習模式之下，對飛行記錄進行規(guī)范化分析，如果在后續(xù)執(zhí)行相同任務時，便可以開展有效的自動巡視操作。此外，通過巡視模塊同樣可以開展自動控制操作，確保對走廊環(huán)境信息的全面采集操作。在作業(yè)執(zhí)行之前，相關工作人員需要將線路飛行任務明確，輸入起飛點信息，此時軟件也能自動生成航線高度[4]。

圖1 LiAir 無人機激光雷達掃描系統(tǒng)工作流程

3 結論

隨著我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展，相關業(yè)務與小型多旋翼無人機的結合也越來越緊密，能夠在輸電線路巡檢過程中展示出很大作用，這也是巡檢質量和效率提升的關鍵所在。因此，需大力加強無人機在架空輸電線路巡檢中的應用。