浅析无人机在高压输电线路巡视中的应用研究

邵志猛

摘要：高压输电线路运行中面临诸多风险因素，线路运行维护等工作压力较大，采用无人机巡视能够降低传统线路巡视的不足，扩宽巡视范围与智能化管理。下面文章就对无人机在高压输电线路巡视中的应用进行探讨。

关键词：无人机;高压线路;输电线路;线路巡视

基于当前无人机在民用领域的应用日益广泛，相应软、硬件技术日趋完善，利用无人机辅助人力进行线路巡检运维，可以到达人力很难到达的地方，具有极其广阔的应用前景。且当前人们生活水平不断提高，对供电质量有严格要求。将无人机应用在输配电线路巡检中，有助于快速找到线路存在的缺陷和隐患，在各类复杂地形和灾害条件下，获取高质量的现场资料信息，降低工作人员的工作强度和危险性，使线路巡检效率有明显提高，使得线路的维护更加高效。

一、无人机输电线路巡视相关概述

（一）无人机技术简介

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操控的无人驾驶航空器的简称（UAV），无人机、控制站、通信系统和设备保障系统共同构成了无人机系统。第一，无人机。为满足工业控制的要求，无人机需要具备以下特点：首先，为保证无人机在空中飞行稳定，可以适应不同的工况，其外形设计需要合理;其次，具备足够的载荷能力，以保证能够搭载信息采集系统和不同的任务设备;第三，可以完成特定的工作任务，如电力线路巡检、清障作业、架线作业、自主巡检等;最后，具备远程无线图传和定位功能等。第二，控制站（GCS）。控制站是无人机系统的重要组成部分，为无人机操控人员提供人机接口和工作环境等。主要负责无人机的航线规划、起飞与降落、任务执行与管理、信息采集、控制计算和紧急情况处理等。第三，通信系统。通信系统起到连接无人机和控制站的桥梁作用，实现两者之间控制信息、任务载荷信息、无人机状态信息、图像视频等数据信息的传输。第四，设备保障系统。主要为无人机正常作业提供必要的技术支持和安全保障，满足无人机野外作业时需要的电力、油类等需求，實现转场作业的要求。

（二）无人机在高压输电线路巡视中的应用优势

在科学技术不断更新与发展的今天，无人机在高压输电线路巡视中的应用受到了更多的关注。对于无人机来说，其主要由动力系统、导航系统、数据系统等构成，能够将图像识别、地理信息以及电力电子等进行融合。通过在高压输电线路巡视中应用无人机，能够降低相关人员的工作量，提升工作效率。同时，由于无人机成本相对较低、简单小巧、容易控制等优势，能够在保证高压输电线路巡视效率与质量的条件下，降低实际工作难度，避免人员深入地形恶劣区域展开实地巡视，保障了相关工作人员的安全。通过在无人机中加设视频与图像传输系统，能够为相关人员提供高压输电线路实时的状态信息，提升了故障的相应效率。可以说，无人机在高压输电线路巡视中有着较高的应用优势。

二、无人机在高压输电线路巡视中的应用

（一）飞控系统的应用

在基于无人机的高压输电线路巡视中，通过应用飞控系统，能够完成对无人机飞行的高度、速度、航线等参数的控制与前期设定，能够让无人机实现自动的起飞、盘旋、降落。同时，在无人机的实际飞行阶段，在飞控系统的支持下，还能够实现对飞行任务的实时调整，并使得无人机自主完成巡检区域视频、图像等级记录。对于飞控系统来说，其主要由通信模块、电源模块、卫星导航模块、地面站软件系统、飞行控制模块、速度控制模块等构成，为无人机的自动驾驶提供了支持。

（二）信息采集

将可见光信息采集系统和红外热成像系统有机结合，实现对电力线路高效、准确、全面的信息采集。无人机搭载禅思定焦摄像机和禅思Z30变焦相机，实现对电力线路全局、局部和细节（地基、铁塔、导地线、绝缘子、防震锤、悬垂线等）进行拍照、录像，及时发现故障隐患;搭载红外热成像相机，完成对电力设备和线路表面温度二维分布情况和变化状态的信息采集，在夜间发现输电线路隐蔽、危险的异常发热点，为电力线路的故障监测提供可靠依据。

（三）在精细巡检中的应用

在高压输电线路的精细巡检中，通过应用无人机，能够实现对杆塔、接地装置、导线、金具及其附属设施、绝缘子等结构的检查。相比于实地巡视检测的方式，应用无人机能够在保障检查质量的同时，提升巡视的实际效率。在基于无人机的高压输电线路精细巡检中，为了最大程度的避免受到无人机定位误差以及电网安全的影响，相关人员可以使用“自动控制+人工控制”相结合的方式完成。此时，可以当无人机进入距目标杆塔还有15米的范围内时，可以切换至人工控制的模式，完成对云台角度的调整，完成相关影像的获取，这样的方式有着更高的巡检效率。

（四）作业系统

目前所使用的无人机一般都是全碳纤维的结构，采用四旋翼的机型。一般导航设备采用的都是GPS导航或者是北斗导航，但是GPS导航使用的更加广泛。图传接收器采用的是R760-FPV接收机，当无人机获取到相应的图像时，能够实时的传输到液晶屏幕上，地面上的工作人员就能够第一时间看到巡检的情况。采用无人机进行巡检的过程中需要准备一个作业车和至少两名工作人员。在具体的操作过程中主要采用无头飞行模式，该种操作模式十分简单且易上手。如果遇到山区较为恶劣的环境，视野情况非常不好，那么将无法进行正常的巡检。在巡检过程中如果相对某个区域进行高清拍摄，需要采用悬停拍摄的模式，无人机需要在平稳的状态下飞行。与传统的巡检模式相比，采用无人机的方式，更够更快更准确的获取信息。同时在使用的过程中能够降低人工成本，降低在巡检过程中发生事故的几率。对于不同的线路需要不同的巡检模块，虽然要更换模块，但是运行维护的成本非常低，维护起来也非常方便，而且无人机的体积较小，在使用的过程中非常方便，同时还不容易发生火灾。

三、结语

综上所述，无人机在高压输电线路巡视中有着较高的应用优势，需要相关人员重点关注与应用。在飞控系统、图像采集与处理的支持下，将无人机应用于精细巡检、通道巡视以及故障与特殊巡视中，降低了相关人员的工作量，提升了高压输电线路巡视的工作效率。

参考文献：

[1]黎凯旻.四旋翼无人机在输电线路巡检中的应用[J].科技经济导刊，2018.

[2]商超，郑建华，苏文楠.无人机在电力架空线路巡检中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2019.

[3]邓志远.无人机在高压输电线路巡检中的应用研究[J].华北电力大学（北京），2015.