崔海龍

摘? 要：目前，我國在開展特高壓輸電線路的日常巡視工作與故障查找工作時(shí)依然采用以人工巡線方式為主、直升機(jī)巡線方式為輔的模式，但是，無論是人工巡線方式還是直升機(jī)巡線方式，均存在著一定的局限性。人工巡線方式工作量巨大、危險(xiǎn)性極強(qiáng)，作業(yè)件極為險(xiǎn)峻，不僅作業(yè)時(shí)間長而且作業(yè)困難大，人員安全得不到保障。而直升機(jī)巡線方式的技術(shù)門檻較高，從業(yè)人員需要經(jīng)過長時(shí)間的培訓(xùn)以及實(shí)踐才能開展作業(yè)，需要花費(fèi)大量的人力物力財(cái)力。

關(guān)鍵詞：特高壓輸電線路巡檢;無人機(jī)安全技術(shù)

引言

無人機(jī)生存能力強(qiáng)、成本低，機(jī)動性能好、使用方便的特點(diǎn)使得無人機(jī)在特高壓輸電線路上的應(yīng)用研究推動無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展。利用無人機(jī)進(jìn)行特高壓輸電線路巡視節(jié)約大量人力，不僅解放勞動力，提升供電公司的經(jīng)濟(jì)效益，而且降低人工勞動強(qiáng)度，降低巡線成本，提高巡線自動化水平，提高輸電線路巡檢效率，為電力部門帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益與社會效應(yīng)。

1.無人機(jī)的構(gòu)成及巡線特點(diǎn)

1.1 無人機(jī)的構(gòu)成

無人機(jī)的全稱是無人駕駛飛機(jī)，顧名思義，無人機(jī)不需要駕駛?cè)藛T進(jìn)行作業(yè)操作，而是由無線電遙控設(shè)備或者其他控制程序進(jìn)行控制的，是一種新型的小規(guī)模飛行器，在高空作業(yè)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢?，F(xiàn)代無人機(jī)具備多種復(fù)雜功能，即具備航空能力，又常安裝電子監(jiān)測系統(tǒng)與圖像識別系統(tǒng)等，因此，現(xiàn)代無人機(jī)技術(shù)在測繪行業(yè)、軍事領(lǐng)域、偵查方面以及航拍行為、抗災(zāi)行動等方面應(yīng)用極深極廣。

1.2無人機(jī)的巡線特點(diǎn)

（1）飛行控制系統(tǒng)

飛行控制系統(tǒng)是無人機(jī)系統(tǒng)的核心部分，根據(jù)駕駛方式的不同，無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)可以分為手動控制模式以及自動駕駛模式兩種，所有人為發(fā)布的無人機(jī)的工作指令以及線路聯(lián)系的傳遞都由飛行控制系統(tǒng)完成。無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)包括自動駕駛儀部分與遙控接收機(jī)部分，如果選擇自動駕駛模式，無人機(jī)的所有工作狀態(tài)控制指令由自動駕駛儀發(fā)布并執(zhí)行;如果選擇手動控制模式，無人機(jī)的所有工作狀態(tài)指令由地面控制站發(fā)出，由遙控接收機(jī)接受并執(zhí)行。

（2）動力系統(tǒng)

無人機(jī)的動力系統(tǒng)一般分為兩種，一種是內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)、另一種是電動機(jī)動力系統(tǒng)，兩種動力系統(tǒng)各有特點(diǎn)。內(nèi)燃機(jī)動力系統(tǒng)的聲音較大，并且隨著無人機(jī)高度的升高、動力系統(tǒng)溫度的上升，其穩(wěn)定性可能會降低;電動機(jī)動力系統(tǒng)的聲音較小，體積較小，因此重量較輕，電動機(jī)動力系統(tǒng)可以與無人機(jī)的其他系統(tǒng)共用同一電源，隨著無人機(jī)高度的升高、動力系統(tǒng)溫度的上升，其穩(wěn)定性不會發(fā)生明顯改變，即時(shí)無人機(jī)在飛行過程中發(fā)生中心的偏移，其穩(wěn)定性依然較好。

（3）能源系統(tǒng)

能源系統(tǒng)指的是為無人機(jī)的其他系統(tǒng)提供運(yùn)行所需電力的系統(tǒng)，無人機(jī)構(gòu)成中的用電設(shè)備較多，主要是云臺設(shè)備與電動機(jī)，此外，調(diào)速器與舵機(jī)、信號接收機(jī)等部分設(shè)備運(yùn)行也需用電，供電電池類型較多，如鎳鉻電池、鋰離子電池、鎳氫電池以及鋰聚合物電池等，為了保證無人機(jī)的飛行，要求能源系統(tǒng)放電能力要強(qiáng)，達(dá)到大電流（15C）放電強(qiáng)度。

（4）任務(wù)荷載設(shè)備

無人機(jī)上搭載的設(shè)備較少，一般包括照相機(jī)設(shè)備、云臺設(shè)備以及熱紅外儀設(shè)備等，按照無人機(jī)的具體巡線任務(wù)需求進(jìn)行設(shè)置。

（5） 通訊系統(tǒng)

無人機(jī)的通訊系統(tǒng)包括數(shù)傳電臺與圖傳電臺。數(shù)傳電臺負(fù)責(zé)傳送無人機(jī)飛行過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，包括無人機(jī)飛行的速度、飛行的高度、飛行軌跡以及飛行姿態(tài)等，這些飛行數(shù)據(jù)都由數(shù)傳電臺負(fù)責(zé)傳送到地面控制站;圖傳電臺則負(fù)責(zé)傳送無人機(jī)飛行過程中監(jiān)測并拍攝到的所有圖像資料至地面控制站。

（6）地面監(jiān)控站

地面監(jiān)控站由無人機(jī)操控人員掌握，操控人員可以運(yùn)用地面監(jiān)控站預(yù)先規(guī)劃好無人機(jī)的飛行航線，并對無人機(jī)的起飛時(shí)間與降落時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，在無機(jī)飛行作業(yè)期間，操控人員可以由地面監(jiān)控站發(fā)出指令，隨時(shí)更改無人機(jī)的任務(wù)路線以及其他諸如高度、速度、姿勢等飛行參數(shù)。無人機(jī)的往期飛行任務(wù)記錄也能夠?yàn)榈孛姹O(jiān)控站所保存，這些記錄均為寶貴的一手資料，地面監(jiān)控人員能夠隨時(shí)調(diào)出任務(wù)記錄并進(jìn)行查看，不僅保證了特高壓輸電線路巡視的可靠性與安全性，還能為之后的無人機(jī)飛行作業(yè)任務(wù)總結(jié)更多經(jīng)驗(yàn)，節(jié)省更多的時(shí)間與精力。

2.特高壓輸電線路巡檢無人機(jī)安全技術(shù)

作為應(yīng)用到特高壓輸電線路巡視任務(wù)中的新技術(shù)，無人機(jī)巡視技術(shù)具有較多優(yōu)勢，是輸電線路巡查工作自動化發(fā)展、科技化發(fā)展的重要手段，主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）與傳統(tǒng)人工巡線的方式相比較，無人機(jī)巡線方式受作業(yè)環(huán)境影響較小，無論是山頂或是江邊，都能夠輕松飛行迅速作業(yè)，并且能夠擴(kuò)大巡檢范圍，通過高清攝像頭的拍攝獲得一手資料，提高巡線效率并減少人工作業(yè)強(qiáng)度、降低人工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）無人機(jī)巡線方式范圍廣、效率高，能夠極限縮短作業(yè)時(shí)間，與人工巡線方式相比較，效率提高近十倍，操控人員對無人機(jī)飛行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，可以控制無人機(jī)巡視 500k V、220k V 特高壓輸電線路，也可以巡視 110k V、35k V、等低壓輸電線路，范圍較廣，巡視過程中不需要進(jìn)行任何重復(fù)修改。

（3）無人機(jī)不需要任何駕駛?cè)藛T，不需要招聘并培訓(xùn)相關(guān)人員，與載人飛艇、載人飛機(jī)相比較則省去大筆資金，另外，無人機(jī)的運(yùn)行維護(hù)管理成本較低，節(jié)省資金的

同時(shí)更加節(jié)能高效。

（4）無人機(jī)巡線受環(huán)境影響較小，受地理?xiàng)l件的影響也不大，無人駕駛正是無人機(jī)最大的特點(diǎn)，這也意味著無人機(jī)更加適應(yīng)在艱險(xiǎn)嚴(yán)酷的環(huán)境下作業(yè)，不需要考慮危險(xiǎn)性高的作業(yè)任務(wù)對工作人員的負(fù)面影響，不用擔(dān)心會造成人員的傷亡。無論是高山江河等地勢環(huán)境威脅，還是雨霧云霜等天氣環(huán)境威脅，或是火災(zāi)地震雷電等天災(zāi)威脅，無人機(jī)都能夠靈活就業(yè)、高效作業(yè)。

（5）與衛(wèi)星遙感方式相比較，無人機(jī)巡查線路作業(yè)過程不會由于云層的厚度變化而發(fā)生偏差，并且，無人機(jī)能夠在操控人員的控制下對同一可能存在故障的區(qū)域進(jìn)行反復(fù)巡查，由此產(chǎn)生的費(fèi)用較低。

（6）無人機(jī)為便攜性器具，小型無人機(jī)可由單人攜帶，即便是大型無人機(jī)，也能夠用普通車輛運(yùn)輸，與載人飛機(jī)相比，無人機(jī)起飛條件簡單，無需跑道助跑即能完成起飛。

（7）無人機(jī)的作業(yè)速度較之其他巡線方式更加快速，并且在作業(yè)過程中能夠?qū)崟r(shí)獲得線路相關(guān)影響資料，便于工作人員實(shí)時(shí)判斷線路故障情況，提升巡線工作的整體效率。

（8）由于無人機(jī)上搭載高清拍攝設(shè)備，能夠進(jìn)行局部放大拍攝，并且拍攝圖像資料的清晰程度完全能夠勝任巡視工作的需求，影像資料能夠長時(shí)間保存，便于工作人員反復(fù)查看。

（9）無人機(jī)靈活性、機(jī)動性較強(qiáng)，在使用與維護(hù)方面更加方便、成本低廉，成熟的無人機(jī)使用方法有其標(biāo)準(zhǔn)流程，新上崗的工作人員也能快速掌握相關(guān)技能，不需要花費(fèi)大量的崗前培訓(xùn)成本。

（10）無人機(jī)拍攝的圖像資料能夠幫助工作人員辨別輸電線路的缺陷，也能夠幫助識別由于環(huán)境變化或者其他人為因素造成的影響，但是在線路老化或者絕緣方面，現(xiàn)有的無人機(jī)巡查技術(shù)還不足以分辨完全，因此，依然需要人工巡查方式與無人機(jī)巡線方式結(jié)合開展作業(yè)。

結(jié)語

綜上所述，本文對無人機(jī)巡線安全技術(shù)進(jìn)行了研究與探討，認(rèn)為無人機(jī)必須保證其在飛行功能、通訊功能、任務(wù)功能、安全保護(hù)功能以及監(jiān)控顯示功能方面的需求，需要具備自動飛行控制的相關(guān)功能與技術(shù)、能夠穩(wěn)定飛行的相關(guān)功能與技術(shù)、自動識別跟蹤以及快速對焦成像的相關(guān)功能與技術(shù)才能夠真正應(yīng)用到特高壓輸電線路的巡視作業(yè)之中。

參考文獻(xiàn)

[1]孫陽.2017.特高壓輸電線路巡檢無人機(jī)安全技術(shù)探討[J].山東電力技術(shù)，44（02）：15-19.

[2]邱緒堯，張君. 2017.特高壓輸電線路竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)化探討[J].山東電力技術(shù)，44（02）：74-76.