摘要：近年来，随着我国经济实力的快速发展，国家电网对于输电线路的架设规模越来越大，逐渐覆盖到我国环境恶劣、区域复杂的地区，而对这些地区进行定期的人工电力线路巡检将会耗费巨大的时间和精力。随着人工巡检不能满足日益扩大业务，无人机电力巡检已经成为一种主要的巡检模式，无人机通过遥感技术和传感器逐渐实现了电力安全巡检的自动化和高效化。本文主要通过安全巡检技术的基本组成部分，对其中的关键技术进行了分析，给人们一个全面的电力线路安全巡检阐述。
关键词：无人机；电力线路安全巡检；关键技术
一、引言
人工定期巡检是当前国家电网对于电力线路巡检中最常用的工作方式和方法，但是由于我国电网铺设面积的逐步扩大，环境恶劣、区域复杂的地区逐渐架设输电线路，这对于人工定期巡检不仅仅增加其劳动强度，而且降低了其效率，并且由于部分地区环境太过恶劣，人工巡检已经不能满足工人日常的生活需求。而直升机巡检需求直升机必须根据架设电力线路的导线起伏进行稳定的飞行，这对于飞行员的要求过高，而且会浪费大量的财力，这已经成为当前电力巡检中的一个亟需解决的问题。
二、无人机安全巡检系统的主要组成
无人机电力安全巡检主要是基于当前的遥感技术组成的集成系统，主要由无人机平台、地面实时数据处理设备、数据链路系统和地面数据处理中心４个部分组成的。无人机巡检系统框架如图１所示。
图1 无人机电力巡检系统组成框架
其中，无人机平台是电力线路的数据采集系统以及编码、解码设备等，无人机平台中众多的传感器集成用来保障数据信息的精准度以及数据的有效性和真实性。数据链路系统主要保证无人机平台与地面实时数据处理设备之间数据的交互，用来保证实时数据的传输。地面实时数据处理设备用来实现对无人机的监控以及对获得信息的控制，并对获得的基础信息进行一些相应的处理，用来删除部分无效的点云数据。地面数据处理系统主要来实现电路走廊的可视化并对获取数据进行后期精准处理，用来对电力线路安全隐患和故障的诊断和排查。
三、安全巡检的关键技术研究
（一）线路隐患探测技术
电力线路隐患探测是无人机安全巡检的主要工作，主要通过视觉探测、红外和紫外探测技术和激光雷达探测技术这三种方式进行巡检工作。其中视觉探测通过高清相机或者摄像机对电力线路进行拍摄的图片和视频；红外和紫外探测技术主要是通过红外热成像仪、紫外成像仪对相应的接受讯号分别对设备热点和导线外伤等方面进行探测，激光雷达探测技术主要通过电路走廊进行单位建模。而后通过数据处理平台进行数据处理进而确认线路是否存在隐患或者故障。
（二）飞行姿势控制技术
无人机巡检经常会因为天气环境的因素（例如：风）而造成影响，他会严重影响无人机拍摄角度和飞行角度会出现一定程度上的偏移，而这种情况将会造成拍摄数据会出现一定程度上的偏差，造成后期点云数据处理过程中的坐标轴不断变化。因此为了更好地减轻后期数据的处理难度和数据信息的有效性，我们必须对无人机的飞行姿势控制更加重视。当前主要通过LQG控制器对无人机的俯仰及翻转进行控制。
（三）无线通讯技术
无人机测控技术主要是用来保障无人机的遥控测量、信息传递和定位等控制。工作人员可以通过无线通讯技术对无人机的设备参数进行测量和飞行状况进行控制，通过传感器进行数据传递，并通过机载、中继、地面站三个模块对信息进行传递，确保无人机的正常工作。
（四）地面数据处理技术
地面数据处理技术是对由红外、紫外成像仪、POS系统获取的数据进行几何处理，主要是进行影像、点云、坐标、姿态等方面进行高精度的处理和时间空间匹配。这就需要通过人工智能系统和可视化技术进行输电线路安全隐患识别和判断。
（五）点云全自动DSM、DEM生成技术
机载激光存在大量的点云数据，需要通过滤波进行地面点云数据的地面和非地面点云分离，是DEM生成的关键点，是当前电力线路的主要研究方向，当前主要的滤波算法主要是二乘线性内插滤波算法、点云滤波算法。
四、总结
综上所述，无人机的快速发展为电力安全巡检提供了一种新的方向，无人机主要有以下几种优势：第一，无人机安全性高，不会对人员安全造成威胁；第二，受地理因素和自然环境影响较小，可以对灾区的电力线路进行安全巡检；第三，经济损耗低，仅仅只需要无人机进行巡检，无需其他人力物力。无人机电力巡检集成多学科的综合技术，以一种全新的自动化测试、数据运算等方式来降低巡检成本和危险系数。
参考文献
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论文作者:周自更,许保瑜,黄双得,刘一舟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：无人机论文; 数据论文; 数据处理论文; 技术论文; 电力线路论文; 系统论文; 遥感论文; 《电力设备》2018年第26期论文;