周鑫

摘要：基于無(wú)人機(jī)的輸電線路巡檢技術(shù)有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電力巡檢短板，使得輸電線路巡檢滿足了新時(shí)期的電網(wǎng)巡檢需求。本文結(jié)合實(shí)際情況就基于無(wú)人機(jī)的輸電線路巡檢技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了深入的系統(tǒng)說(shuō)明和分析，并通過(guò)一系列工程實(shí)踐驗(yàn)證了這項(xiàng)技術(shù)的高效率、低成本、安全性、可靠性。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);輸電線路;線路巡檢

引言

本文闡述輸電線路巡檢的實(shí)際狀況，無(wú)人機(jī)巡檢功能、技術(shù)應(yīng)用、案例分析，包括自主巡檢技術(shù)、安全監(jiān)控、缺陷識(shí)別技術(shù)和巡檢數(shù)據(jù)、巡檢機(jī)型號(hào)選擇、巡檢模式分析、巡檢資料的整理和提交。

一、在輸電線路的巡檢情況分析

現(xiàn)階段，我國(guó)輸電線路的巡檢包含人工巡檢、機(jī)械巡檢、直升機(jī)巡檢、無(wú)人機(jī)巡檢幾個(gè)不同的方式。其中，人工巡檢是一種傳統(tǒng)意義上的巡檢方式，在具體實(shí)施應(yīng)用的過(guò)程中由于輸電線路的分布范圍比較廣，且在不同環(huán)境中都有分布，輸電線路就會(huì)比較長(zhǎng)，一般層面上的人工巡檢方式會(huì)在無(wú)形中增加巡檢工作人員的工作量，加大巡檢人員的工作難度。同時(shí)，基于電力系統(tǒng)的復(fù)雜，對(duì)巡檢人員的技術(shù)水平也會(huì)提出更高的要求，在安排管理不恰當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)降低巡檢工作效率。機(jī)械巡檢一般是指使用機(jī)器人來(lái)完成巡檢工作，機(jī)器巡檢作為一種新型巡檢方式，主要用來(lái)針對(duì)高壓輸電線，在機(jī)器人的支持下會(huì)提升巡檢工作效率。但是機(jī)器人的運(yùn)作速度比較慢，工作效率還有待提高。無(wú)人機(jī)巡檢是應(yīng)用無(wú)線遙控設(shè)備和機(jī)身程序來(lái)開展的巡檢工作，無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)自身圖像采集設(shè)備來(lái)收集信息，之后通過(guò)信息傳輸設(shè)備來(lái)將信息傳輸?shù)降孛婀ぷ髡旧稀o(wú)人機(jī)巡檢能夠執(zhí)行一些危險(xiǎn)系數(shù)高但是操作簡(jiǎn)單的操作，能夠有效提升輸電線路的巡檢工作質(zhì)量。

二、無(wú)人機(jī)巡檢功能分析

無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)包含無(wú)人機(jī)、信息采集設(shè)備、通信設(shè)備、地面工作站四個(gè)部分組成，這四個(gè)部分具有各自的功能。無(wú)人機(jī)能夠通過(guò)人工遙控設(shè)備來(lái)對(duì)飛行線路、停留的位置進(jìn)行控制，之后通過(guò)自身信息采集設(shè)備來(lái)將收集到的信息進(jìn)行整合，而后借助通信設(shè)備來(lái)將信息傳遞給工作站。無(wú)人機(jī)會(huì)在工作人員的操作下來(lái)完成一系列信息的采集整理，之后按照各個(gè)指令要求完成工作。無(wú)人機(jī)能夠?qū)旊娋€路中的絕緣子、引流線、導(dǎo)線、桿塔開展檢查，通過(guò)發(fā)熱擊穿或者接觸點(diǎn)發(fā)熱的方式來(lái)對(duì)輸電線路中是否懸掛異物、是否存在斷股或者脫落的情況進(jìn)行檢查。無(wú)人機(jī)在使用的過(guò)程中要具備避障功能，無(wú)人機(jī)在開展巡檢工作的時(shí)候要避免和輸電線路的直接碰撞，在輸電操作的時(shí)候要注重規(guī)避對(duì)輸電線路的二次傷害。不僅如此，在開展巡檢工作的時(shí)候要確保其能夠在復(fù)雜的環(huán)境中正常使用，根據(jù)無(wú)人機(jī)設(shè)備的使用情況來(lái)對(duì)其開展必要的檢查，在有需要的時(shí)候及時(shí)將信息傳遞給地面工作站。

三、在基于無(wú)人機(jī)的輸電線路巡檢技術(shù)應(yīng)用分析

（一）自主巡檢技術(shù)分析

1、自主巡檢技術(shù)在實(shí)施應(yīng)用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。一是，技術(shù)不成熟，無(wú)人機(jī)每次拍攝角度和位置差別比較大，最終導(dǎo)致拍攝影像的質(zhì)量高低不一。二是，地面站的軟件沒(méi)有根據(jù)任務(wù)需求來(lái)采集數(shù)據(jù)信息。三是，自主巡檢無(wú)人機(jī)續(xù)航存在問(wèn)題，不具備無(wú)人機(jī)自動(dòng)充電、自動(dòng)收放的功能設(shè)備支持。

2、為了能夠解決以上問(wèn)題，需要在現(xiàn)有無(wú)人機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步打造出精準(zhǔn)定位的模塊，如千兆網(wǎng)絡(luò)、RTK等，并在無(wú)人機(jī)拍攝領(lǐng)域積極推廣現(xiàn)場(chǎng)自適應(yīng)拍攝技術(shù)。

（二）作用安全監(jiān)控

將飛行數(shù)據(jù)記錄器、無(wú)人機(jī)巡檢業(yè)務(wù)模塊結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢事故的快速分析和判定，在無(wú)人機(jī)巡檢出現(xiàn)安全問(wèn)題的時(shí)候就問(wèn)題發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)和負(fù)責(zé)人進(jìn)行判定，分析問(wèn)題出現(xiàn)的原因，采取對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策。

（三）缺陷識(shí)別技術(shù)及巡檢數(shù)據(jù)

國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司開始借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形式來(lái)將無(wú)人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)同步上傳到云端系統(tǒng)中，借助圖像識(shí)別技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找到當(dāng)前巡檢工作存在的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題提出對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策。

四、案例分析

（一）工程概況

就某地區(qū)電力公司進(jìn)行二季度巡檢安排，對(duì)電力公司內(nèi)部500kV的線路開展定期精細(xì)化巡檢。整個(gè)線路所在區(qū)域的溝河比較多，交通不便，巡檢地段塔位為80級(jí)，平均檔之間的間隔距離為400m，路徑長(zhǎng)度為34km。

（二）選擇巡檢機(jī)型號(hào)

在開展無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢操作的時(shí)候需要對(duì)線路本體和附屬設(shè)施開展精細(xì)化巡檢，由此要求無(wú)人機(jī)具備一定的荷載，并采取措施提升設(shè)備的精準(zhǔn)性。通過(guò)開展一系列的需求分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，使用多旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)搭載可見光和紅外線傳感器執(zhí)行這次任務(wù)。

（三）巡檢模式分析

按照《無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，對(duì)大體量、大規(guī)模的500kV以上的線路，考慮到單側(cè)飛行無(wú)法完全覆蓋巡檢目標(biāo)，且容易出現(xiàn)巡檢死角的問(wèn)題，在巡檢操作的時(shí)候采取雙側(cè)巡檢模式進(jìn)行，以線路中心的基本走向?yàn)橐罁?jù)，按照安全距離的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)打造出巡檢航線。桿塔巡檢的時(shí)候，相機(jī)會(huì)按照預(yù)設(shè)的程序來(lái)多角度、自動(dòng)化的獲取桿塔影像信息，由此保證了巡檢數(shù)據(jù)信息的科學(xué)性、完整性和有效性。本次預(yù)設(shè)巡檢高度會(huì)稍微高出規(guī)范的巡檢標(biāo)準(zhǔn)，巡檢工作中所使用的設(shè)備質(zhì)量為10kg，巡檢依托中型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。為了能夠保障飛行安全，設(shè)備和巡檢線路之間的空間距離為35m，水平距離為30m。

（四）巡檢資料的整理及提交

巡檢作業(yè)一共耗費(fèi)4h，和傳統(tǒng)意義上的人工巡檢作業(yè)相比，本次巡檢作業(yè)效率比較高，在巡檢的過(guò)程中共采集線路影像0.8TB。面對(duì)大量的桿塔和影像數(shù)據(jù)資料，為了能夠提升數(shù)據(jù)的整理效率，在傳統(tǒng)人工缺陷識(shí)別的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地使用基于圖像分析的自動(dòng)化照片識(shí)別技術(shù)，通過(guò)多種手段綜合識(shí)別。經(jīng)過(guò)本次巡檢一共發(fā)現(xiàn)缺陷246處，基本上都是一般性的金具缺陷，如纜線斷股、纜線松股等。同時(shí)，一些塔體還存在鳥窩、塔基損壞現(xiàn)象。標(biāo)注缺陷之后安排專門的人員審核巡檢結(jié)果，對(duì)塔位的編號(hào)、缺陷的類型進(jìn)行反復(fù)檢查，檢查之后將資料整合到影像庫(kù)中，并就缺陷信息打造出巡檢報(bào)表，制作出缺陷清單。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)人工巡檢的問(wèn)題，本文提出無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢技術(shù)應(yīng)用的思想主張，并從自主巡檢、作業(yè)安全檢測(cè)、缺陷識(shí)別等技術(shù)層面具體應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

參考文獻(xiàn)

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