无人机输电线路智能巡检技术

江山

广东电网有限责任公司清远供电局，广东清远，511500

摘要：伴随社会的快速发展以及民众日常生活水平的持续提升，社会对于电力的依赖程度逐渐提高，使得我国电网逐步扩大了建设规模。在此背景下，我国输电线路的巡线工作压力有所提升，无人机技术的应用能够有效缓解巡线部门的工作压力，可以帮助其顺利完成部分危险系数高的检查项目。基于此，本文就无人机输电线路智能巡检技术进行详细探究。

关键词：无人机；输电线路；智能巡检技术

1引言

随着电网技术的不断发展，输电线路资产规模的不断扩大，线路的巡视工作对整个电网的安全与稳定起着至关重要的作用，而以人工为主的输电线路巡检模式由于巡视效果差、工作效率低等原因难以满足电力线路巡检的需求，因此无人机智能巡检作业将成为电力巡检作业的主要手段。无人机电力巡检作业技术支持系统平台，扩展智能化机巡作业和数据分析的手段，有利于对数据进行综合管理、多维度分析与多样化成果展示。

2无人机巡检技术优势

（1）巡检效率高。传统人工巡检作业人员步行距离为档距的3～4倍，这意味着有70%左右的巡检时间是在路上，而无人机巡检对应的飞行速度是工作人员步行速度的10倍以上，巡检时间大大缩短。传统的人工巡检需要定期排查设备外观是否完好、有无放电痕迹等信息，这是一个反复排查与核对的过程，无人机巡检避免了重复性的现场巡检排查[1]，只需要提取重点部位照片。因此，与传统人工巡检对比，配电线路无人机巡检效率更高。（2）巡检质量高。对比人工巡检，无人机巡检质量更优。以往人工巡检很大程度上取决于巡检人员的巡检经验，缺乏巡检经验，缺陷判断准确性就会大打折扣。而无人机巡检通过专业摄像设备进行高空高清拍照、信息提取，便于缺陷精准识别，减少了错判与漏判情况。特别是重点部位的拍照反馈与缺陷识别，精准度提升带来了持续优化的巡检质量。（3）巡检成本低。电力建设中不少线路架设在偏远山区，自然环境恶劣，地形复杂，人工巡检难度大且危险系数高，巡检成本高。无人机巡检摆脱了地形、环境的影响，其于有效飞行距离内能实现配电线路及设备不同角度的照片拍摄，操作简单，巡检成本低。无人机代替工作人员，无需亲临每一个设备现场，作业安全更有保障。

3无人机输电线路智能巡检技术

3.1 飞行准备

（1）开机前检查无人机外观完好、电动机转动顺滑、桨叶无破损、电池电量充足、云台保护壳摘下、存储卡插入机身及遥控器各按键回位。（2）起飞前确认无人机开机正常、电量显示正常、遥控器无线信号连接正常、摄像头工作正常、图像传输正常，确认起降场周围环境符合无人机起降条件，确认巡检航线内无异常，确认安全工作落实到位[2]。（3）飞行中监控无人机剩余电量、图像连续传输有无卡顿、遥控器信号强度正常；监控无人机的高度、距离及速度等飞行数据。

3.2 常态化巡检

若想确保电力管理工作得以被有效落实，电力部门必须合理制定检查输电线路的方案，重在预防，辅以治理。所以，应该及时巡视输电线路，从而及时预警潜在问题或者在第一时间发现已发生问题。如果巡线区域有着复杂的地理环境，使得认为巡线难以进行下去，就应当即使采用无人机巡线的方式，并且确保此类巡线实现常态化，随后综合分析巡视信息，并且对输电线路工作状况进行全面掌握。

3.3 航迹设置

目前，输变电巡检系统设计中开始应用无人机巡检技术。但无人机容易受天气影响，在恶劣天气条件下，无人机可能会出现失灵或失准的现象。因此，在进行应用无人机的输变电巡检系统设计时，应当着重注意航迹姿态的设计。合理的航迹姿态设计能够让无人机的飞行受到有效控制，减少天气对无人机功能的影响，并让无人机能够适应多种输变电线路的巡检需求，增加无人机巡检技术的应用范围，减少无人机巡检的安全隐患。航迹姿态控制技术主要利用PID控制器配合I-QG控制器实现，让无人机可以在控制下做出俯仰和翻转等飞行动作。

3.4 数据采集与传输

在无人机巡视输电线路的过程中，借助红外热像技术把信号传送至地面的检测屏幕上，便于技术人员可以对实时图像以及影像信息进行观察、分析以及处理，随后便可利用这部分信息对输电线路所产生故障的部位进行确定，而地面的工作人员就能够针对性地展开维护、修复，这能够使人为工作有效性以及精确性得到全面提升。

3.5 线路探测

为了使输变电巡检工作能够及时发现输变电线路中的问题与隐患，需要为输变电巡检系统添加线路探测技术，使输变电线路的巡检更加安全和准确，保障输变电线路的正常运行[3]。（1）图像检测技术。图像检测技术主要通过无人机实现。检测用无人机安装了高清的拍摄设备，可以对输变电巡检位置进行拍摄，并将图片和视频文件储存下来或传输到地面控制中心的计算机中进行分析和处理。地面控制系统可以利用智能识别系统对图像进行识别，也可以利用人工对图像进行检测，判断图像中的输变电线路是否出现故障。无人机应当搭载时下较为先进的摄影设备，使图像更加清晰，提高图像检测的准确性。利用无人机拍摄输变电线路可以发现线路中出现的导线断股和杆塔变形等问题。（2）红外探测技术。红外线热感应技术能够对输变电线路进行温度检测，发现输变电线路中的不正常发热点，在线路和接头的故障检测上发挥了重要的作用。（3）激光雷达探测技术。利用激光雷达探测技术扫描输变电线路走廊，能够获得输变电线路的精确数据。将获取的数据与无人机拍摄的高清影像结合起来，就可以利用相关软件系统对输变电线路进行数字建模，准确分析线路故障和隐患的位置。

4无人机巡检技术发展

在无人机巡检技术发展研究中首先要关注无人机性能的强化，特别是续航能力的稳步提升，使其在危险与复杂的环境中也能保持运行的稳定。其次，要重视无人机机型改进，针对其通道巡查、故障分析、测温等综合性功能应用，以机型改进实现无人机配电线路巡检某项功能应用专业化程度的提升，以不同装载配置实现不同环境的作业适应，专项功能优势更明显。最后要加大对无人机巡检模式的创新开发，从无人机自主控制、能源补给等方面着手，实现无人机线路巡检的全自动化。配电线路无人机巡检技术智能化发展不可逆，而研究发展的重点及未来应用主要集中于智能立体巡检体系的建立，增加无人机巡检附加功能，使综合直升机、固定翼等无人机机型满足配电线路雷达扫描、测温、防外力、夜巡等多种巡检作业需求。拓展无人机巡检线路的数字化通道，提升其数据自动分析水平。创建无人机自动驾驶系统，以无人机航线记忆功能的实现，带来无人机全自动巡检。以图像识别技术的成熟化实现无人机巡检缺陷自动识别精准度的提升，并实现云台前端缺陷自动化判别及图片的自动化归类储存。在视频影像后处理技术的支持下，实现影像与二维坐标地图的融合，影像快速定位。

5结束语

综上所述，无人机在电力输电线路巡检中的应用，能够实现线路巡检工作的智能化、信息化、高效化，但是还存在着一些问题。只有切实解决这些问题，才能充分发挥无人机的价值与优势，加快智能电网的发展步伐。因此在后续的实际工作中，就需要着重解决图像数据处理、自主巡航过程、无人机续航、巡检方式方法问题，从而实现无人机的高效应用。总之，在科技水平持续提升的新时期，先进的无人机技术能够在很大程度上代表我国科学技术的不断进步。总体来看，无人机拥有较小的体型，运用起来便捷、灵活，其实用价值极大。因此，电力企业越来越多地借助无人机技术巡视输电线路，其能够精准查找到故障点，不会受到较大应用限制和影响。

参考文献：

[1] 廖俊杰.输电线路巡检中无人机航测技术的运用[J] .电子测试, 2019( 12) : 99-100.

[2] 郑仟, 李宁.输电线路无人机巡检智能管理系统的研究与应用[J] .电子设计工程, 2019, 27( 9) : 74-77.

[3] 麦晓明, 王锐, 陈海涵.输电线路无人机巡检数据链路通信系统设计[J] .广东电力, 2014( 4) : 83-88.

[4] 刘冲,马晓昆,郑宇,等. 基于5G技术的无人机在输电线路巡检的应用[J]. 电力信息与通信技术,2021,19(4):44-49.