高压输电线路的无人机电力巡检技术

李利占

摘 要：随着近年来我国工业化和城市化发展的不断加快，对于电力的需求也在不断的增加。电力需求增加的同时也推动了高压输电线路数量的不断增加。在高压输电线路增加的情况下，需要及时的改变电力线路的检测方式，如果仍然采用的是传统的人工检测方法，那么其效率相对来说就比较的低下，而且还可能会出现一些技术性的失误。在这种背景下，无人机电力巡检技术逐渐的被广泛的运用到高压输电线路巡检当中。

关键词：高压输电线路;无人机;电力巡检技术

引言

无人机属于电力线路安全巡检新型技术，这种新兴的自动化航测设备灵敏度高、操作简便，同时能够克服巡检作业区域较为复杂带来的阻碍。通过敏感的遥感技术，利用无人机对相关巡检设备进行搭载，可对电力线路的安全巡检过程进行精确的数据获取，保证将操作人员的安全危险系数降到最低。

1无人机电力巡检技术概述

无人机电力巡检作为一种新的方式，使用可见光红外热像仪、遥感设备及数据相机等设备，能对输电线路进行巡视检查。该方式在当前的电力线路巡检中应用逐渐普及，在系统中包括以下部分，分别为能够容纳系统操作员的GCS，操作人员以及天线系统的接口，还有运载有效载荷的多旋翼以及飞机与GCS之间的通讯系统，能够向飞行器发送控制输入并将信息有效载荷以及其他的数据返回到GCS。系统设计采用的是能用于电力巡检的UAS系统架构。无人机系统中的子系统包括了飞行控制系统、有效载荷，可发挥出检测的作用。其中多旋翼无人机中有飞行控制系统、有效载荷，飞行控制系统能进行任务管理及信号融合，实现稳定的飞行;有效载荷中包括了视频发射器及摄像机。

2高压输电线路的无人机电力巡检技术

2.1无人机智能联动技术

无人机智能联动是指无人机与杆塔上图像监测装置结合，当图像监测装置检测到有问题时，通过平台间数据共享触发智能联动机制，控制无人机自动进行清障、喊话等操作，保障输电线路运行安全。当无人机巡检平台接到可视化平台推送的通道异物告警后，巡检平台将异物位置信息发送到无人机，同时给无人机发送清障指令，无人机接到指令后自动更换搭载设备，搭载激光清障器和高清摄像头，利用5G通信高带宽、低延时、高精度的特点，准确到达异物位置，并锁定异物，高能激光束射到目标异物，通过光热作用将架空线路上的漂浮型异物部位吸收激光导致局部温度急剧升高后熔化或气化，从而掉落。同理，当输电线路下方出现未经批准的非法施工或经过超高车辆后，无人机接到指令后自动更换搭载设备，搭载喊话装置和高清摄像头，快速到达指定位置，对下方施工人员或车辆司机进行喊话，勒令其停止施工或驶离，并进行录像保存证据，并将视频实时回传至无人机巡检平台，运维人员可以通过现场视频进行备案和责任追寻。

2.2精准扫描技术

在整个高压输电线路的运行系统当中，不仅存在一些容易观察到的设备，同时也存在着许多微小不易观察到的设备。因此，对于无人机的巡检当中要用精准的扫描仪确保这些微小的设备都能够得到观测和分析。因此，如果想要使无人机巡检在高压线路当中得到更精确的结果，不仅需要使大范围的设备都能够得到检测，同时也要保证一些微小的设备得到扫描分析。在进行大范围的设备检测时可以使用无人机的弧垂检测技术，弧垂测量技术是一种基于无人机技术进行线路的弧垂高度测量的检测系统方式，整个检测系统主要由，数码相机，微波发射器，微波接收器，地面控制中心，计算机操作系统等等组成。在进行无人机巡检的时候，将数码相机和发射器安装到无人机的旋翼当中，并且将这些相机发射器等等与无人机的控制面板相联系，与地面的计算机操作控制系统总部相结合。在地面的控制中心又与无人机上的微波器相联系，这种测量方式在无人机的巡检当中具有很高效的运行效率，而且在节约时间的同时也保证了测量结果的正确性。在进行微小的设备扫描当中，可以采取智能模式与人工模式相结合的方法，将目标设备的相关信息提前录入到无人机的电子信息系统当中。这样就可以在很大程度上减少人工操作中所产生的一些事故，更加精确的获得设备的信息和图片扫描结果。这种模式不仅保证了高压输电线路巡检的准确性，也使得工作人员的压力得到了减缓。

2.3无线通讯技术

无人机遥控测量功能、信息传递功能以及跟踪定位服务功能，三种功能的全面发挥离不开无线通信技术的辅助。为了让无线通讯技术的作用全面发挥，在对无人机的遥控测量工作进行组织落实时，应对几方面进行重视：首先，测量无人机的飞行状态，保证无人机在飞行过程中路线精确、过程稳定;其次，精确测量无人机设备的相关参数，对无人机系统获得数据背后的价值被更深入的开发。还可借助无线电通信技术以及巡检技术对正在运行采集信息的无人机飞行状态进行获取，并通过地面设备对其进行控制，无人机上装载的任务荷载传感器在信息传输过程中发挥着不可替代的作用，能够让地面系统对无人机进行跟踪定位，同时新建技术人员还可及时了解到无人机当前的位置以及任务的完成效果。如发现不稳定的情况可及时操作系统进行纠正，无人机的巡检技术由多个系统或技术终端组合而成。同时也横跨了图像识别、电子通信以及影像采集等多个技术领域，构建出一个完善科学的无人机巡检系统，能够让巡检工作的劳动强度得到有效降低，同时大幅缩减巡检资金与时间成本保证有效提升巡检工作的落实效率。需注意的是，无人机电力线路安全巡檢系统以及关键技术的科学应用与革新，还直接促进了航测技术与电力技术的快速发展。

2.4无人机续航技术

无人机续航能力不足是输电线路无人机智能巡检技术中存在的另一关键问题，已严重制约了输电线路巡检的效率。目前，无人机续航时间通常为30min左右。为解决无人机的续航问题，部分地区已开始采用了设置无人机机巢的方法。无人机机巢主要有巡检车改装而成的移动式机巢和固定于杆塔顶部的固定式机巢。其中，移动式机巢可在一定程度上提高无人机巡检的续航时间，但并不适应无人机自主巡航的发展趋势，并且人工、维护等成本较高;而固定式机巢仅需少量的人工干预，更加契合无人机自主巡检的要求，因而具有较好的应用前景。然而，如何将固定式机巢完备地融合于输电线路无人机智能巡检技术中，还有诸多技术难点需要攻克。此外，对无人机进行动态充能是一种更加理想的解决方案。通常这种方式，可直接提高无人机的续航能力，但也存在着一些需要解决的关键技术问题。例如，供能端如何获取能量问题、供能的稳定性如何保证问题、供能存在的其他风险如何避免问题等。利用输电线路电磁场为无人机动态充能也是一种潜在方案，但目前还处于探索阶段。

结语

综上所述，这对于高压输电线路的巡检当中无人机的存在是一个非常有优势的存在，它含有许多现代的高科技因素，更加的具有科技化、智能化。因此，我们可以积极的普及无人机巡检技术在高压输电线路中的应用，但就目前的发展情况而言，但还存在着一些问题需要我们进行一些探索和解决。

参考文献：

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