高压输电线路的无人机电力巡检技术研究

李冬

摘 要：本文對无人机当前技术以及发展的前景进行分析，还以现实中的实际案例进行分析，同时还针对无人机技术在高压输电线路中电力巡检的发展前途进行分析。

关键词：高压输电线路检修;无人机;巡检

前言：

伴随着我国经济不断的增长，我国对电力的需求逐渐增加，因此对高压电线路重视程度也在逐渐的加大。在高压电线路巡检工作中，如果仅仅依靠人力来进行检查，不仅要花费大量的精力，还要耗费大量的钱财，并且利用无人机来进行电力巡检，是非常有意义的一件事情。但是我们在现实生活中利用无人机来进行电力巡检的过程中还存在许多问题，例如，无人机技术利用和输电线路电力巡检的要求不配套等等，因此，我们更应该对这个问题进行深刻的探讨。

1.无人机的技术

无人机是指在飞行器上没有人驾驶，却可以操控的飞行器。它同时兼有红外线感应功能、故障监控功能和快速光谱照相机等多种功能，并且它能够及时的对一些比较危险很复杂的地方进行拍照，同时在计算机终端可以接受到拍照的信息，使操作者能够及时掌握地方的环境特点，并制定合理的解决方案。无人机的特点有很多，比如智能、可遥控、在高空飞行，是一个高度一体化的机器。无人机的运用在受环境影响较大的工程中有着明显的优势，可以极大的控制企业的施工成本，它从各个方面节约了成本，例如人力、物力、财力等。

无人机同时还具有激光雷达扫描系统，这是一款轻型的激光雷达点云数据采集系统 ，也是一个一体化集成，集激光雷达扫描仪、GNSS 和 IMU 定位定姿系统及存储控制单元，可以实时、动态、海量的采集高精度点云数据和丰富的影像信息，通过配套的LiAcquire  机载激光雷达地面站软件，快速获取电力相关数据。

无人机还具有可见光扫描系统，通过搭载倾斜相机，进行可见光立体影像测量采集数据;然后对其采集的数据进行加工处理;将处理后的信息进行计算形成点云，再利用点云建立三维模型。

2.高压输电线的电路巡检

在高压输电线路巡检中，重中之重的是故障检测，其中包括支架故障、铁塔故障还有一些设备的故障等等，这有利于保障高压输电线路供电的可靠性以及电路的通畅。由于高压输电线路本身所具有的特点，比如，范围广，还极其容易受到环境的影响，在巡检的过程中特别容易存在安全隐患。特别是偏远的山区，在高压输电线路的巡检过程中特别的困难，这对训练员的身体素质的要求特别高。因此，无人机的运用，就使得这项工作变得非常简单，而且提高了工作人员的人身安全的保障，方便了工作人员的工作，还提高了工作人员的工作效率，使得巡检结果的精准度大大提高，检修的质量也大幅度提高。无人机还能够将记录的数据传回、存储，这使得电力企业对电力、电网的管控更加的精准全面。

3. 当前无人机巡检的模式以及改进方法

当前，无人机的巡检形式一般有四种，第一种是通道检测，检测管道周围的工程和具体发生的事故;第二种是精细扫描，主要是对高压输电线路或者其他的目标进行详细的扫描;第三种是对故障地区进行排查，通过对故障地点的巡查，对故障地点的损坏成度和故障的原因进行分析排查;第四种是特殊的任务，在出现自然灾害的情况下，进行调查高压输电线路的损害情况，然后通过检测设备辅助，检查出具体发生的详细事情，最终战胜自然灾害。主要是依据检测结果、扫描结果还有监控对象的具体情况，定下具体的巡检次数，故障的排查以及特殊的工作任务是根据特殊的情况和故障开展的。

目前，利用无人机进行巡检还存在很多的问题，比如无人机的巡检方式单一，以人工操为主要方式。在工作中，无人机需要进行不断的调整，才能在靠近目标之后进行拍摄。因此，以这样方式拍的照片，还存在不足的地方，第一点无人机利用人工操作，人工的操作水准会直接影响到无人机的工作水平，操作的不正确极其容易出现伤害线路，电线擦挂等情况，以至于无人机的工作存在极大的不稳定性;第二点信息的形成主要依靠可见光波，所以信息的收集特别容易受到地理环境影响，导致收集的地理信息不全面，数据信息不能够量化，与现实差距较大;第三点在具体的操作过程中，利用无人机获取信息的手段落后，这导致收集的信息没有具体的使用价值。对于这些问题，我认为可以从下面的几个方面进行考虑，第一个方面，在利用无人机进行数据获取的同时，采用GIS技术，对拍摄的角度进行旋转;第二个方面，当巡检不同的对象时，采用不同的GPS，让无人机进行定方向飞行，采集正射映像，便于测量;第三个方面，可以对采集的数据进行分类管理，这样可以有利于我们快速查找信息，进行使用。

为了模拟现场各种设备的工况数据，给操作人员监控数据时使用，因此，提出了构建工况数据模拟生成系统的需要，为后续建立模型，进行应力分析，提供了便利的依据。通过一系列操作，最终达到一个数字化的验收。同时无人机的储存空间不断加大，扫的范围不断扩大，覆盖的面积变大，可以极大的节约经济成本。

4.利用无人机进行电力巡检的技术流程

4.1通道检测

通过对检测目标一定的半径范围内进行巡检就是管道检测，主要目的是检测周围是否存在违规的工程。同时还能观测到高压电通信通道是否被污染以及排水防洪的设备是否被损坏，还有铁路桥梁等设施是否变形等等。利用无人机检测环境拍摄的照片、视频无法满足电力企业的需求，也就不能根据这些数据资料制定合理的解决办法。因此，利用无人机监测通道不能只是收集图片、视频，还要制定特定的飞行路线，这样才能形成正射影像，让电力企业获得更加准确的数据，比如具体的面积和距离，还有当地自然环境等。

4.2对无人机的巡检数据的管理与运用

使用无人机进行拍摄，拍摄的角度灵活，像素高，还可以将所拍摄得到的数据进行储存。为了使利用的效率提高，采用了统一管理处理数据的办法。首先，利用GIS系统使无人机可以把当地的地理信息以及当地的环境情况进行数据收集，使具体的设备可以和收集到的信息进行对应，对后期的检修，确认具体的故障地点形成便利。其次，利用无人机拍摄收集各种数据、具体设备和具体的环境情况，可以得到具体的坐标信息，提高管理的水平;接着，让无人机每一次收集的信息与上一次收集的信息进行比较，保证了高压输电线路和电网信息的及时性，使它们始终保持在最新的状态;再接着，使用无人机获取的每次信息，都要按照时间的顺序进行标序，这有利于对电网出现过的故障情况有进一步的了解;最后，我们还需要对杆塔的信息进行分析，对杆塔中存在的各种隐患进行详细的判断，根据其详细的信息确定它故障的部位，并对它进行编号，储存。这使杆塔的管理效率大大提高。

4.3精细扫描

为了保证整体线路的安全，采用精细扫描的办法，比如，许多精细的小型的设备，例如，绝缘子和接地装置等，如果想要UI仪器的具体状况就必须要进行充分的检查。精细扫描主要是将有关的具体信息，比如，地理位置、高度、面积等记录在无人机中，相比于传统的手工操作，其记录的数据更加的精准。

4.4故障排查与特殊任务

这两种模式是依据具体发生的故障与特殊的任务而开展的工作，与日常的巡检方式有着较大的差距。

总结：利用无人机进行巡检可以有效的解决在传统巡检过程中解决不了的隐患，再过一段时间，我相信在高压输电线路巡检过程中使用无人机技术会更加的普遍。但是，我国现阶段的无人机技术水平有限，在无人机的运用中还有很多的不足，所以我们必须有针对性的对无人机进行探究，使得它更加符合我们的需求。

参考文献：

[1]黄唐含. 高压输电线路无人机电力巡检技术研究[J]. 百科论坛电子杂志， 2019（6）：406.

（国网重庆市电力公司检修分公司，重庆 400000）