电力输电线路巡检中无人机的应用

2019-11-30黄谨益

电子技术与软件工程 2019年1期

文/黄谨益

为了满足人们的电力需求，电力输电线路不断增多，分布范围越来越广泛，许多输电线路都位于地势复杂、环境恶劣区域，这大大增加了电力输电线路的故障发生几率。为了确保电力的正常供应，就必须要对这些输电线路进行及时的修复或更换，因此，确保电力输电线路的巡检工作的高效性是非常重要的。无人机在电力输电线路巡检工作中有着巨大的应用优势，其能够有效代替人来进行电力输电线路巡检，使巡检人员能够通过无人机来检查输电输线的故障情况，从而大大减少了登塔高空作业，有效减轻了巡检人员的工作强度。

1 电力输电线路人工巡检存在的问题

现阶段，巡检人员在进行电力输电线路巡检工作时，主要是通过攀爬工具爬到电线杆顶端后，利用故障检测设备来检测输电线路故障的。在检测到存在故障后，巡检人员会将输电线路进行大致分段，然后通过逐渐检测来对故障点进行精确定位，从而找到具体的故障位置。这种人工巡检方式不仅费时费力，而且巡检人员所使用的故障检测设备也较难操作，同时人工巡检方式也存在很大的安全风险，稍有不慎便可能引发触电事故。因此，有必要探寻一种更加省时、省力、安全的方法来代替人工进行输电线路巡检，无人机的出现，为电力输电线路的巡检工作提供了一种可靠的代替途径。

2 电力输电线路人工巡检中无人机的应用研究

2.1 电力输电线路全方位巡检中的应用

在电力输电线路巡检工作中，无人机有着具大的应用优势，对于性能很高的无人机来说，其硬件包括地面站与机载两个组成部分，在无人机的机载部分中，能够搭载可见光相机，可见光相机能够对输电线路进行全方位的拍摄，并将拍摄的图像进行视频转换，通过模拟信号传输以及系统中的无线通讯模块将拍摄到的图像信息发送至计算机中，巡检人员可通过专业软件实时查看无人机所拍摄到的影像，并根据无人机的拍摄影像来判断输电线路的运行状况。除此之外，在面对特殊的线路巡检要求时，巡检人员还可利用遥控器对无人机进行控制，从而使无人机能够避过障碍物更加快速的找到故障位置。并且，无人机中可见光相机的焦距也可进行灵活的调节，巡检人员可通过遥控器来调整无人机的焦距，从而使目标位置更加清晰，在巡检完毕后还可将无人机拍摄到的巡检影像存储至计算机中。无人机借助于多用转换头来进行输电线路巡检工作，这也使其能够代替人来高效的完成巡检工作，大大减轻了巡检人员的工作强度，有效避免了安全风险的发生。

2.2 电力输电线路异物清除中的应用

在电力输电线路巡检工作中，经常会遇到输电线路中存在异物的情况，如果不将这些异物进行及时的清除，便可能会引起输电线路故障，甚至还会因此而发生触电事故。为了避免上述问题，巡检人员经常需要通过人工的方式来清除异物，这大大增加了巡检人员的安全风险，而且在清除异物的过程中还要花费较长的时间。无人机的出现，使其在电力输电线路的异物清除中发挥着重要的作用，在应用无人机清除输电线路中的异物时，传统的方法是在无人机的机载部分搭载激光二级管模组，通过光线的聚焦作用来烧断异物，考虑到激光二极管模组所发射的激光是平行的，因此需要利用凸透镜来聚焦光线，并且光线的聚焦点需要准确的落在异物之中，在烧断异物过程中，巡检人员需要确保无人机和周边的带电设备能够保持一定的距离，而且异物在受到风力的作用下会晃动，这也使巡检人员在操控无人机来清除异物时存在较大的难度，异物清除的效率较低。通过对传统的无人机清除异物方法进行改进，将电涯、激光模组以及控制模块在多旋翼无人机中进行搭载，并由巡检人员通过云台摄像头来观察异物所在位置，通过对无人机的位置进行调整，能够使激光模组的焦点正好处于异物位置，此时巡检人员便可利用GPRS远程控制继电器来开启激光模组，从而使模组发射的激光能够很快烧断异物，进而实现对电力输电线路中异物的快速清除。

2.3 电力输电线路故障检测中的应用

在电力输电线路巡检工作中，无人机在输电线路故障检测中也发挥着重要作用，无人机具有三种主要的巡检方式，一种是通过雷达进行故障检测，另一种是通过拍摄视频来进行故障检测，还有一种是通过红外线来进行检测。在雷达检测中，其能够使输电线路的定量测量精度更高，并且可通过雷达测距装置对输电线路和周围障碍物之间的距离进行精准测量，从而为输电线路的维护与架设工作提供参考。在视频可视化检测中，巡检人员可通过无人机中搭载的可视摄像头来对输电线路进行航拍，并通过通讯模块将航摄图片或视频传输至地面站的计算机中，巡检人员可利用专业软件来观察航摄图片或视频，从而帮助巡检人员分析输电线路的实时运行情况。在红外检测中，该技术是通过红外线来帮助巡检人员进行成像分析，这种检测方法适用于肉眼无法辨别的线路故障检查，尤其是在线路金属探伤中有着极高的应用价值，能够帮助巡检人员及时发现线路中存在的某个点或局部区域所出现的异常过热问题。