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摘要：随着我国国力的提升，我国各行各业的技术也在更新和创新，虽然现在还是人工的巡检方式占据主位，但是我国自然环境负责，山河湖海遍布，因此人工巡检已经跟不上时代的发展，无人机为载体，地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统，正受到越来越广泛的关注。接下来本文将对无人机在输电线路巡检中应用作探索，希望给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：无人机；输电线路；巡检；应用；探索
引言
输电线路需要进行定期巡视检修，高压输电线路的巡检主要依靠人工方式，工作强度大、工作条件差、工作效率低且存在人身安全的风险。随着无人机技术尤其是无人机技术的发展，已逐步开始利用无人机为载体，地面监控设备为支撑的输电线路巡检系统。
1无人机在输电线路巡检中的意义
随着经济增长，人口增长，电力单元也在增长，电力工程建设也将增加，输电线路的空间长度和宽度将增加。大部分电力线都暴露在野外或野外。现场的天气情况很复杂。暴露的外部电路组件，如电线，电线杆和配件易受腐蚀和动态影响，导致腐蚀和开裂。传统的检测方法更多地依靠人力资源和工作量。
2架空输电线路无人机巡检要求
输电线路大多处于高山密林之中，部分多回路输电线路较为复杂，线路之间的间距比较小。对于架空线路进行巡检的不同方式，因此需要无人机能够具备可见光成像、红外测温或者激光雷达测距等功能，还需要无人机具有较强的环境适应性，并且携带的时候比较方便。一般小型无人机可以很好的满足架空输电线路巡检要求，目前，小型无人机已经实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率。特别在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下，无人机可对线路的潜在危险，诸如导线损伤等问题进行勘测与紧急排查，丝毫不受路面状况影响，既免去攀爬杆塔之苦，又能勘测到人眼的视觉死角，对于迅速恢复供电很有帮助。
3无人机线路巡检系统设计
3.1飞行平台
根据巡视任务的不同，可选用大型旋翼无人机、中型旋翼无人机和小型旋翼无人机。本文选择中型旋翼无人机，其采用电池供电，负载能力中等，可搭载多种微型传感器设备。旋翼无人机可低速和悬停飞行，因此对输电线路的本体、附属设施、通道环境等可进行全面、精细的检测。
3.2供电系统
因为存储的电力有限，所以电动无人机不能对线路进行长时间巡检。为了提高无人机的工作效率和续航时间，可采用无线方式进行供电。如果能将无线电能传输技术应用于无人机，就将为输电线路巡检带来革命性的进步。目前，对无线电能传输方式的研究，主要集中在感应耦合式、磁耦合谐振式、微波式、激光式和超声波式上。无人机在距离高压输电线路上空一定距离内进行线路巡检，当电量检测器检测到无人机电量低于20％时就自主寻找最近的无线充电端，找到后通过导航系统平稳降落在无线充电平台上进行自动充电；待电量达到一定值时，控制系统控制无人机再次返回巡检线路上空工作。
3.3通信系统
无人机线路巡检过程中，一方面需接收来自地面控制中心的控制信号，以实现导航、巡线、避障等工作；另一方面需把巡检过程中拍摄的照片、巡检的数据通过无线网络传输到地面信息处理中心。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无人机线路巡检过程产生的数据很庞大，仅依靠存储设备不能满足其要求，往往需要将这些数据传到地面信息处理中心，所以能否及时、有效、正确地将巡检的数据传回，直接影响到无人机线路巡检的质量。输电线路常布设在人迹罕至的区域，其地理位置复杂，地形变化多样，高山、树林、建筑、高压输电线路的电磁干扰物对无线网络的传输具有很大的影响，因此建立一个安全、可靠、通信能力强的无线传输通道非常重要。
4无人机在输电线路巡检中的操作。
无人机在输电线路巡检中的操作主要分为两个部分:一是对无人机飞行位置及飞行高度的控制;二是对无人机所搭载的巡检拍摄系统的控制。在无人机对输电线路巡检的过程需要2名控制人员分别对无人机的飞行系统操作以及对巡检拍摄设备的拍摄、录制等进行操控。还有一种操控方式则是加强科技及技术投入,为无人机加装自动驾驶、自动巡航、回站等技术,通过GPS等技术的应用提升无人机的自动化水平,进一步节省人力的支出。在图像采集方面,可为巡检拍摄系统增加自动拍摄系统,自动取景系统对所巡检区域进行全方位拍摄,科技的投入降低了拍摄难度,在拍摄完成后应用远程传输功能,将所采集到的图像,远程会传到总监视器,监视人员通过图像查找输电系统中的故障点或确保输电系统的平稳运营。也可应用图像比对技术,将采集来的图像,通过软件使其与正常工作中的输电系统进行自动比对,分析输电系统是否发生故障,在进行警告提示,进一步提升自动化水平,减少人力支出。在输电线路巡检无人机全自动化技术应用时,也要注意自动化并不能保障其精准化,其中必然会出现漏洞,要增加人员的定期或不定期观察,避免技术上的失误而对电力输送稳定、电力企业及行人安全造成影响。
5做好安全措施
无人机在应用采购前,要特别注意无人机应具备一定的缓降功能以及缓震装置。缓降功能保证无人机在回坞或使用完毕后能够平稳的降落,保证飞行器的安全减少损失,缓震装置则是为避免突发事件而产生的飞行故障,如电量不足、太阳活动导致的飞行控制信号中断,其他飞行物的干扰等,对飞行器安全带来的隐患,减少经济损失。在提及到的实际飞行速度、持续飞行时常、允许搭载设备的质量都是无人机技术的突破点。飞行速度的提升,要加快飞行器发动机的研发以及飞行器硬件与稳定性之间的权衡,加快发动机的研发。研发的要点在于单位时间内转动次数更多、转速更高、质量更轻的发动机马达,体积更小的主要硬件,体积更小、质地更轻、电量更充足的电池,充电效率更高的充电技术。在天气条件以及搭载设备相同的情况下,飞行器自身质量减轻,可以保障更多的飞行时间。硬件空间缩小有更多的空间嵌入更大体积、更大容量的电池,电池质量减轻保障飞行器整体质量降低,可以加装更多的拍摄设备。也可以通过拍摄设备的质量,保障大风天气的平稳飞行,充电效率的提高可以提升无人机巡检次数。
结语
随着经济的发展,人口的增加,用电单位增多,输电工程数量也随之增多,伴随的是输电线路的增长,输电范围的扩张。应用以往的人工巡检,需要投入大量的人力,且伴随着极端天气和动物活动的威胁还会为巡检人员带来安全隐患。无人机的普及推广以及无人机在输电线路巡检中的应用,解决了人工巡检中的问题。电力企业要在保障无人机及周边群众安全的情况下进行巡检作业,并在无人机操作中加入更多的科学技术,实现真正的自动化,解放人力,并且从多角度技术突破,才能保障巡检环节真正的高效、安全、准确。
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论文作者:马善宝
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
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