试析无人机在输电线路运维检修中的应用

李健

【摘 要】在现代社会快速发展过程中，也相应带动了科技的发展。通过应用科技产品能够为各行业领域提供技术支撑。对于电力行业来说，电力线路的覆盖面比较广，且地形环境复杂度高，电力巡检部门需要定期进行线路巡检，危险性比较高。随着无人机技术的发展，多数地区开始应用无人机技术巡检电力线路，以此发现线路存在的安全隐患。本次研究主要是探讨分析无人机在输电线路运维检修中的应用，希望能够对相关人员起到参考性价值。

【关键词】无人机;输电线路;运维检修

随着无人机航测技术的快速发展，已经被广泛应用到各行业领域中，并且取得显著成效，充分展现出该项技术的优势作用。无人机航测在测绘期间选择性比较多，对于起始点要求不高，且不需要专业的起飞跑道。在我国经济快速发展过程中，电力系统的发展速度与规模也在持续扩大。电力系统中输电线路属于重要组成部分，主要是向社会企业和个人输送电能，维护线路运行安全性与稳定性。无人机参与到电力线路巡检活动中，能够明显提升巡检工作的安全性和便捷性，目前已被广泛应用到线路巡检工作中。通过分析和整理无人机所采集的信息图像，能够及时发现线路中所存在的安全故障隐患，且低空摄影技术、图像显示方式可以有效避免传统线路巡检的弊端，在整个电力行业发展中具有重要作用。

1、基于虚拟现实的无人机技术

通过应用虚拟现实技术，可以建立一个全新的虚拟世界。通过计算机技术，联合现代化摄影技术，有助于建立三维环境，以此呈现出逼真的视觉感受。有效融合虚拟现实技术和无人机技术，已经成为各行业领域的重要技术支撑。全景影像利用无人机、卫星和地面观察者的全过程，在开展电力线路巡检时，只需要与设备连接在一起，使用VR眼镜即可。

在电网线路巡检中，应用基于虚拟现实的无人机能够具备较高安全性，只需要操作无人机就能够完成整个线路的巡检操作。传统所应用的无人机容易出现撞毁问题，然而联合无人机技术能够有效处理该项问题。通过立体化的感官、面对面的距离，能够准确判断具体位置，在应用无人机开展线路巡检时，可以借助于卫星系统，检查和监控设备运行情况。无人机在最短时间内发现设备缺陷和故障问题，应用效率明显比卫星高，能够降低人力成本，还能够尽快处理和消除故障问题。相关人员通过手柄就能够操作无人机。在后期处理技术支撑下，无人机可以不再依赖于手柄，可以借助虚拟现实设备，由操作人员的头部动作，对无人机飞行进行控制。

2、图像处理技术

在巡视和检查电力线路过程中，多种因素都会影响工作进展，相应增加线路检修维护难度。对于光学系统来说，远轴区域存在像素差问题，会对采集图像质量造成极大影响，从而降低设备及其部件的检修成功率。由于无人机需要借助传感器反射，容易造成遥感图像失真，严重影响了图像判断、分析。无人机飞行期间，容易受到动作姿态、机械振动影响，当运行轨迹模式时，還会对无人机巡检工作造成较大影响。此外，由于输电线路周边环境与镜像不断变化，这样就会对输电线路及部件图像背景造成影响，使工作人员无法清晰辨认图像内容。

电力巡视检查期间，工作人员需要处理图像，多采用预处理方式。对于电力巡检的干扰因素，则应当对采集图像质量进行处理，对图像的明暗度进行调整。此外，在图像处理过程中，还应当注重颜色空间调整、曲线调整以及线性调整，这样能够使图像中阴暗区域差异变大。对于能见度比较低的天气，例如阴雨天气和雾霾天气，图像处理能够消除天气影响因素，以免图像失真。由于无人机飞行期间会受到承重限制，且摄像机分辨率低下，极易影响图像分辨率。现阶段，在电力巡检期间所应用的技术方法有限，对于大场景拍摄采集来说，会降低图像的分辨率，因此需要拼接所拍摄的图像。

由于无人机在电力巡检期间，所面临的环境都比较复杂。为了满足实际巡检要求，需要合理应用轮廓形态、模型特征以及频域图像方式，以此提升图像质量与分辨率。需要注意的是，不能直接将像素从图像中导出，也不能应用图像像素值作为数据参考，以免对最终结果判断造成影响。

3、无人机应用原则

3.1选型原则

现阶段，无人机已经多数应用在航空影像拍摄中。然而在赋予无人机电力线路检修任务后，从本质上改变了无人机的性质和功能。在电力线路中，无人机的续航时间和抗风能力都比较强，确保可以搭载光学任务系统吊舱。

当前所应用的无人机能够自主升降，在内控飞行期间可以实现升降功能，不依赖人力完成操作，在飞行期间能够降低外部操作所致风险性。通过分析以上因素能够看出，将无人机应用到电力线路检修工作中，可以按照不同地形、气候以及巡检要求，合理选择无人机类型。

3.2无人机模式应用

在电力线路巡检工作中，在应用无人机设备时，必须选择良好的飞行方式，防止无人机在恶劣天气下坠毁。在使用无人机开展电力线路巡检工作时，必须确保机身与无人机保持固定距离，在无人机下方设置光学任务吊舱系统，这样能够加强线路巡视质量，还可以避免遭受电磁干扰。在无人机飞行期间，为了扩大飞行空间，可以将其飞行轨迹设计在线路斜上方，通过光学吊舱，可以将无人机的扫描视觉进行扩大处理，并且能够实现单方向巡视。在高压电力线路巡视中，无人机设备为了完成巡检任务，应当在线路两侧往返飞行。

在应用无人机开展电力巡检工作时，采用通信链路系统能够确保无人机的运行质量。当无人机靠近地面测控车时，且无障碍物遮挡，采用直通模式的通信链路，无人机、地面测控车能够直接实现信息传输和通信。然而由于多数电力线路都架设在山区，且存在较多障碍物，会严重干扰无人机的信号传输。此时就需要确保无人机在超距离情况下运行，通信链路系统所应用的通信方式即为空中中继模式。此种模式是在线路杆塔上安装中继设，通信运行的成本低。但是会加大工作模式复杂程度。工作人员在特殊地形下开展巡检任务时，必须对地面中继点进行规划。在设备安装期间，地区环境因素也会影响设备运行状态。

此外，电路巡视工作中，相关人员还应当考虑到不同要求，优化组合不同类型的无人机和设备，开展全新的巡检模式。中型无人机联合中继模式，能够避免无人机无法直接与地面测控车通信问题，当无人机与地面测控车的距离大于直视距离时，无人机所采集信号图像的传输，则需要通过无线技术实现，将信号发送至塔架中继终端，之后将信息数据传输给地面测控车，地面测控车所发出的指令，主要是由中继终端所接收，之后利用中继终端转发给无人机。

4、结束语

综上所述，当电力线路运行发生故障时，就会使线路范围内发生停电事故，还会严重影响社会生产生活的秩序。所以，电力系统安全与稳定运行状态，与电力线路存在的安全隐患有很大关系。当前，我国电力线路巡检工作中开始广泛应用无人机电力巡检技术，因此相关部门应当大力推广无人机在电力线路巡检中的应用，以此维护电力系统的安全稳定运行效益。

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（作者单位：云南电网有限责任公司昭通供电局输电管理所）