无人机输电线路巡检技术研究

晋涛

摘要：电力在现代社会发展中具有重要的作用，是国民经济健康、稳定发展的保障，在科技的推动下，将无人机应用在输电线路巡检中，可以有效的提高输电线路的运行效率和质量，并进一步提高其运行的可靠性和稳定性。所以电力企业应加大对无人机的应用和研究力度，提升其实际应用效果。本文主要对无人机巡检输电线路技术的应用进行分析与研究。

1 前言

随着科学的进步以及人们对电力需求的不断增加，我国电网的建设规模不断扩大，电网的结构也日趋复杂，在这样的情况下为了保证电网的正常运行，电气企业需要组织人员定期的对电网进行巡检和维护。由于电网结构日益复杂，采用传统的人工巡检方式难度大，需要投入大量的财力和人力，而且工作的效率也不高，越来越难以满足实际使用的需求。随着无人机技术的发展，无人机技术被应用到输电线路巡检之中，提高了输电线路巡检的效率，同时降低了人工的劳动强度，对于保证电网运行的安全性具有重要意义。

2 无人机技术的内涵

一般情况下，无人机技术主要是利用四旋翼无人机或者是遥控直升机，前者主要是由地面基站以及无人机组成，利用的是两对旋翼对称分布确保在运行中形成气动布局，不仅具有较高的悬停优势，而且整个设备的起降能力也比较突出。除此之外，实际的巡航速度约为3～60千米每小时，最大飞行速度控制在相对2km以下，升限高度约为5km。并且能携带高分辨率图像的采集设备以及影像的采集传输系统，并且具有较为优化的减振悬挂配件，实现整体无人机的平稳运行。在遥控直升机飞行时，能对目标的图像进行有效的收集和整理，优化图像和数据的远程传输，确保工作人员能对其问题进行集中的分析处理，从而对隐患进行排查。

3 无人机在输电线路巡检中的优势

无人机是近年来新兴的一项技术，在诸多领域中得到广泛应用，对于输电线路巡视检查而言，无人机的优势主要体现在如下几个方面：

3.1可有效降低巡检成本

我国有很多输电线路架设在人迹罕至的地区，传统的人工巡检方式想要涉及这些区域有一定的难度，为满足工作需要，常常会使用较长的高空架线，由此使得巡检成本随之增大。而无人机并不会受到地形的限制，在有效的飞行距离内，作业人员只要操控无人机便可从不同的角度对输电线路上的设备进行巡视检查，减轻了人员的工作量，相关费用也随之降低。此外，由于巡检人员无需亲临现场，从而使得作业安全性得到可靠保障，避免了安全事故的发生。

3.2可缩短巡检时间

无人机受自然环境和气候条件等因素的影响较小，在可能发生自然灾害的地区利用无人机对输电线路进行巡检，可以在较短的时间内顺利完成任务，降低人员安全风险。无人机具备快速巡检的能力，通过在指定位置进行悬停，可检查线路上的设备，确定缺陷，并对巡检结果进行实时回传，整个过程耗时较少。此外，无人机巡检前基本不需要进行较长时间的准备，到位后大部分无人机在5分钟以内便可起飞，当一个区域内的线路巡检完成后，可以快速转移至下个区域，有效缩短了输电线路的巡视检查时间。

3.3巡检更全面

随着无人机技术的不断发展和完善，其功能日渐强大，通过搭载不同的平台和系统，可以使无人机具有更多的功能，如设备缺陷快速查找、故障定位、实时监测等等。由此使得无人机的巡检更加全面，线路的跳闸次数和停电时长随之减少，确保了整个电网的运行安全性和稳定性，给供电可靠性提供了有效保障。

4 无人机输电线路巡检的关键技术

4.1线路隐患探测技术

对于无人机输电线路巡查来说，其最主要的任务就是探测与排查线路的隐患问题，将电力线路存在的缺陷问题及时准确的找到，起到预防的作用。其中无人机探测技术所要承担的工作就是视觉探测、激光雷达探测以及红外线紫外线技术探测这三种。探测的手段主要是将高清摄像机、激光雷达探测器、红外线紫外线成像仪等设备装载在无人机上对输电线路进行探测与追踪等巡检工作，同时将收集到的相关信息和数据及时传到地面的数据处理收发平台，地面的工作人员再根据获取的影像以及数据信息对巡检的输电线路进行判断，对其中存在安全隐患问题和明显的故障问题进行预先排查。

4.2飞行姿势控制技术

由于无人机进行巡检期间常常会遇到恶劣的天气环境，这对无人机巡检工作造成一定的影响，使得无人机的飞行角度出现偏移的情况，为了能够让无人机和输电线路的安全性得到保障，就必须对无人机的飞行姿势进行有效控制，这对无人机巡检来说尤为重要。飞行姿势控制技术的原理是通过LQG控制器来控制无人机实现俯仰、翻转等飞行姿势，如果无人机想要进行空中悬停，就必须利用绳索借助外界施力的方式，来让无人机持续维持稳定的运行。

4.3无线通讯技术

无线通讯技术的另一个称呼叫无人机的测控技术，主要作用是对无人机实施遥控测量、信息传递和跟踪定位服务。无人机的遥控测量主要是让无人机在飞行的过程中对自身飞行的状况和设备的参数开展测量，一方面使其设备得到有效控制，另一方面让无人机可以持续保持飞行状态。而信息传递主要是利用无人机搭载的传感器对信息进行有效传输。跟踪地位服务则是在无人机位置实时监控的基础上保证无人机的工作状态持续稳定。

4.4地面数据处理技术

地面数据处理技术其旨利用地面数据处理中心将自主研发的机关、红外线紫外线成像仪以及POS系统等多种传感设备以高精准去的几何处理方式来处理获取的数据信息，让输电线路安全隐患得到有效识别，及时判断异常线路，对输电线路中存在的相关问题进行明确进而对故障进行有效排查。值得注意的是，通常使用多传感器数据信息几何处理技术来处理或者读取的相关数据信息其规模较为庞大，必须要配合遥感数据处理计算法和现代化的技术流程才能够让数量众多的数据得到高精度的几何处理。

4.5正射影像采集技术

就现阶段的市场来看，我国对于航测影像进行正射纠正的方法还是以CPU串行的方式为主，以此来变换和修改收集到的影像资料。在传感技术高速发展的今天，很多影响数据都必须经过这样的处理，而传统的CPU串行显然已经无法满足现在对于正射影像的采集所提出的要求。在現阶段的输电线路巡检的过程中，无人机已经可以通过自身搭载的遥感器以GPGPU为模型基础，利用一部分的技术处理来获取到大量的正射影像，同时可以将其映射于GPU支持下的图形绘制流水线，让航测影像的修改速度得到大幅度的提升，进而加快正射影像的采集速度。

5 结束语

无人机输电线路巡检作为一项新兴高端技术项目，为了保证它的顺利实施我们依然要提高我们的技术水平，技术高新产业是见证一个国家实力的基本要素，不断地创新不断的发展，让科技成为现代社会的领军，造福人类。无人机的发展无疑是一项重大的科学突破，它无论在技术上还是创新上都给人们在一些高难度的工作常遭了极大地便利，而且也提高了效率和精准度。技术在不断地创新，科技在不断地发展，无人机的应用还会非常广泛，巡检输电线路的开创只是一个开始，它将无人机的应用发挥到极致。即使困难重重，可我相信，只要不断地努力和创新，科技终将会引领最前沿的高端未来。

参考文献

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[2]操松元，陈江，严波，李文平，方登洲.无人机巡检输电线路的路径规划算法研究[J].机械与电子，2019，37（05）：40-45.