输电线路智能无人机巡检的研究及应用

李鸿南 刘思议

摘要：当前我国在输电线路的巡检中已经大面积应用智能无人机进行巡检，采用智能无人机进行巡检的工作项目与巡检路径之间存在着较大的联系，通常不同的巡检任务所需要利用的无人机机型所能适应不同区域的地质情况，规划相应的飞行路径，这样才可以充分地表现出无人机在飞行中的飞行性能，避免无人机在飞行中飞行任务由于受到飞行区域不良的影响造成中断。本文作者便主要在基于输电线路智能无人机巡检研究应用的基础上，探讨了输电线路智能无人机巡检的优势与缺陷，在对输电线路智能无人机巡检中的关键技术进行分析，为完善输电线路智能无人机巡检提供些许参考意见。

关键词：输电线路;智能无人机;巡检;应用研究

引言

如果在巡检中采用载人直升机进行巡检，那么该巡检模式只能适用于小范围的精准化巡检且巡检成本较高，因此我国局部区域开始推广使用无人机巡检，通过无人机巡检并可以弥补传统输电线路巡检过程中的不足，提高电力系统的巡检效率和巡检质量。

一、输电线路智能无人机巡检的优势与缺陷

在输电线路巡检中采用智能无人机进行巡检，可以改变传统人力巡检过程中出现的巡检效率低下、人力资源大量浪费等问题，现阶段我国无人机巡检正处于初步发展阶段，在巡检过程中仍然存在着较多不足。这主要源于在输电线路巡检中无人机设备体积较小、电容量较低，导致无人机巡检时间较短，因此难以将无人机应用于距离较长的输电线路巡检中。同时无人机设备在电路巡检应用中可遥控范围较小，存在着距离限制，不能对拍摄线路中的缺陷进行自行识别。

但是通过使用智能无人机开展输电线路的巡检工作，与传统的巡检方式相比还具有一定的优势，首先智能无人机设备在电路巡检过程中需要具备自定导航技术和自主悬停技术，这样便可以防止智能无人机设备碰撞施电线路，提高了运行安全性，增加电力企业的经济效益。

二、输电线路智能无人机巡检系统的实现过程

本次研究主要根据多旋翼无人机铁塔巡检作业流程对输电线路无人机巡检工作的应用进行简要分析。无人机在开展作业前需要做好准备工作，首先应当调查巡检过程中的天气情况，对巡检区域的风向、气压和风力等级进行判断，其次需要明确巡检作业过程中的主要目标，对线路巡检区域的线路名称和作业点进行定位。实施智能无人机巡检工作时，需要通过多个无人机进行起飞前检查和安全巡检工作，确保无人机可以在巡检过程中正常连接遥控信号。

三、输电线路智能无人机巡检关键技术

1.控制无人机飞行姿态

输电线路智能无人机在巡检过程中，需要保证无人机在飞行过程中可以对巡检图像进行收集，在无人机近距离拍摄输电铁塔和线路的过程中，如果无人机无法克服不稳定的风向和气流，那么便会对巡检效果造成一定的影响。因此为了保证无人机在工作的过程中拥有良好的巡检状态，这就需要对无人机的飞行姿态进行精确化的控制，避免无人机在飞行过程中受到外界的干扰或是系统出现不稳定的问题，使无人机可以在起飞后根据预先设计巡检线路采集照片，再通过人工浏览的方式对所采集的照片进行识别和记录。

2.无人机无线通讯技术及抗干扰技术

智能无人机在线路巡检过程中会受到铁塔和输电线路附近较强的磁场影响，这便会影响到智能无人机对信号的传输效率。智能无人机在信号的传输过程中需要通过地面基站开展双向数据传输，这样才可以完成无线传输模块，操作人员及地面基站便可以根据无人机当前的飞行状态，完成实时视频拍摄、数据图像传输、确定无人机飞行位置等一系列工作，进而提高无人机在线路巡检中的抗干扰能力、快速传输能力和远距离飞行能力。

3.无人机线路故障查找技术

智能无人机在线路巡检中需要通过其高清摄像机和相机，对巡检路段的线路进行视频录像和图片拍摄作业，同时还需要对这些数据信息进行自行储存，工作人员通过无人机设备所收集到的数据信息进行时间推算，便可以判断输电线路当前在运行中的工作状态。同时还可以及时地发现线路和铁塔是否在应用中出现闪络痕迹、悬挂异物、绝缘子破损、电气设备自爆等问题，此外电力公司通过给无人机搭载不同的探测设备还可以取得不一样的探测效果，例如给输电线路搭载激光雷达探测仪、紫外成像仪等设备，便可以帮助无人机完成铁塔和线路的实际运行情况监测。

4.图像缺陷自动识别技术

当前无人机在收集图像信息和输电线路图像时，会由于无人机成像设备的抖动或无人机自身机身不稳定造成定位或诊断线路故障，這便会给无人机带来模糊图像的问题。因此无人机设备对模糊图像开展复原工作较为重要，同时输电线路所在区域的地理分布位置和地理环境较为复杂，如果仅靠肉眼来降低背景和目标图像之间的差异，那么很难提高图像的辨识度，往往会遗落部分故障，所以无人机在采集图像的过程中通过应用图像缺陷自动识别技术较为重要。

无人机飞检之后需要处理大量的照片数据，单靠巡检人员逐个识别，工作量巨大，而且存在缺陷漏判。利用图像智能识别技术，将训练照片统一导入软件中，将自动识别出杆塔缺陷，并可标志出缺陷严重程度，大大缩减工作量，提高效率。

四、输电线路无人机巡检的具体应用分析

在输电线路中采用智能无人机开展巡检工作，实际上是高科技巡检技术的应用，目前我国智能无人机在巡检线路中的应用还处于研究试验阶段，因此还未形成一套统一的作业方案和作业流程。所以在当前应用中需要通过通常区间二型模糊神经网络识别提高无人机对模糊控制器的应用，使无人机在飞行中具有较高的跟踪精准度，提高无人机应用中的鲁棒性还可以避免无人机在飞行中受到外界因素的干扰;给智能无人机搭配红外线扫描仪，无人机还可以对输电线路区域超过表面温度的发热异常点进行红外光谱图像分析，这样便可以判断输电线路中的绝缘子、接头和线路等位置是否出现电气故障;无人机在线路巡检中加入自主预处理和图像优化技术，满足无人机在对铁塔和线路运行状态进行检测时，对高质量图片信息的收集。

五、结束语

在输电线路巡检中如果采用单一的人工巡检，那么对山区和跨越大江大河的输电线路进行充电时所耗费的时间成本、人力成本较高，同时也难以满足当前大规模电网建设对电力巡检的迫切性需求。因此当前在输电线路的巡检中采用智能无人机开展工作，便可以在提高巡检效率和质量的基础上，增加电力企业经济效益。

参考文献

[1]董素河.输电线路智能无人机巡检的研究及应用[J].石化技术，2019，026（008）：350-351.

[2]王身丽，刘晓华，侯金华，etal.输电线路智能无人机巡检的智能信息化研究及应用[J].电力系统装备，2020，000（003）：82-83.