无人机在输电线路巡检中的多种应用

龙源期刊网无人机在输电线路巡检中的多种应用作者：吴哲翔来源：《名城绘》2018年第07期摘要：输电线路通过人工巡检不仅需要大量的人力资源投入，而且各种的效率难以有效提升，再加上我国的输电工程建设不断扩大规模，因此，在巡检工作中采用多旋翼的无人机能够十分机动、灵活地完成对应的工作，同时其具有良好的悬停效果和便于操作的特征，可以在输电线路的巡检中大力推广。关键词：多旋翼无人机；输电线路；巡检一、现阶段输电线路巡视的主要问题1.1输电线路巡视检查的主要内容①线路本体。地面与基面：回填土下沉或缺土、水淹、冻胀、堆积杂物；杆塔基础：破损、酥松、露筋、基础下沉、保护帽破损等；接地装置：断裂、严重锈蚀、螺栓松脱、接地带丢失、接地带外露等；拉线及基础：拉线金具等拆卸、拉线棒严重锈蚀或蝕损、拉线松弛、断股等；绝缘子：伞群破损、严重污秽、有放电痕迹、弹簧销、钢帽破损等；导线、地线、引流线、屏蔽线、OPGW的散股、断股、断线、放电烧伤、悬挂漂浮物、弧垂过大或过小、严重锈蚀、覆冰、舞动、风偏过大、对交叉跨越物距离不够等；线路金具：线夹断裂、裂纹、磨损、销钉脱落或严重锈蚀，均压环、屏蔽环、螺栓松动，防震锤跑位等。②附属设施。防雷装置：避雷器动作异常、计数器失效、破损、变形、引线松脱等；防鸟装置：鸟刺的破损、变形、螺栓松脱等；各种监测装置：缺失、损坏、功能失效等；杆号、警告、防护、指示、相位等标识的缺失、损坏、字迹或颜色不清、严重锈蚀等；防雾防冰装置的缺失、损失等。③架空线路环境通道。建筑物、树木与导线的安全距离不足等；线下有危及线路安全的施工作业等；线路附近有烟火，有易燃、易爆物堆积等；采动影响区，地面出现裂缝、坍塌等情况；线路附近有危及线路安全的漂浮物等。1.2输电线路巡视对输电线路进行巡视，是保证输电线路安全运行的基础，目前主要采用的巡视制度主要有三种，即正常巡视、故障巡视和特殊巡视。而随着技术的发展，目前巡视工作也开始向状态巡视方向发展，而且加强了各种监控设备的应用。但无论采用哪种巡视制度，其离不开地面巡视这一最基本的手段，但由于在目前制度执行过程中主要是人工巡视，这样就给巡视工作带来了一定的制约。二、无人机技术的概述2.1技术要素龙源期刊网在巡检输电线路时，经常使用专门的遥控直升机（UH）和四旋翼无人机（M4R），UH的组成部分包括：遥控直升机本体、减振悬挂装置、影像采集传输设备、地面摄像监视和操控系统等，后台的工作人员主要是利用无线图像传输设备，将UH在飞行过程中采集到输电线路的目标视频图像传送回来，以此对输电线路存在的故障做出及时判断；M4R其组成部分包括地面站和M4R无人机，M4R中设置了无线图像传输设备和无线微型高分辨率图像采集设备等，因此，采集到的输电线路的特定目标清晰度很高，并能进行远程传输，同时，M4R应用了4个旋翼对称分布的方法，进而形成的气动布局，在起降和悬停方面性能良好。2.2功能概述在巡检过程中，通过人工遥控使UH无人机飞行到输电线路安全距离范围之内，并悬停在输电线路附近，进行采集图像，并通过无线图像传输设备传输到后台；而地面站会发出指令引导M4R无人机沿着输电线路飞行，并在离输电线路安全距离的位置悬停，即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能，以便拍摄图像时，可以保证各角度的清晰度，另外，工作人员要想调整图像采集设备和被检测设备，只需对航向和M4R的减振云台进行调节即可。其中，M4R地面站除了具备引导M4R无人机飞行到预定的位置、保持与M4R无人机的遥控遥测通信的功能之外，还具有很多功能，如：控制飞行状态、接收无人机传输检测图像、控制无人机云台状态等。2.3在输电线路巡检中采用无人机的优点自主导航飞行技术和自主悬停技术是无人机技术的基本功能，因此可以与输电线路保持一定的安全距离，其优势具体体现是在灾害性天气中可以分析输电线路灾害，巡视、检测输电线路，查找线路跳闸故障点等方面。无人机技术的两种工作模式是飞行控制和自主悬停，但它也自驾飞行和手动飞行，在手动模式下，无人机在自主导航下，按照预定的路线飞行，并巡检线路，当无人机处于自主悬停状态后，可以高清晰地拍摄输电线路的图像，并进行传输，地面站工作人员通过监控录像检查故障点。2.4无人机存在的缺点在巡检输电线路中，尽管无人机发挥着很大作用，但在某些方面也存在着缺点，由于无人机体积较大，而电池容量相对较小，因此，应用无人机进行巡航的时间非常有限，另外，无人机可接收的有效控制范围是1000m，遥控范围也是有限的，而且无人机不能自动分析图像的故障点。三、输电线路航巡应用无人驾驶飞机，简称无人机，主要是运用无线遥控装置以及程序控制装置对小型飞机进行操控，机上不载人，也没有驾驶机舱，但拥有自动驾驶装置以及程序控制装置。当前的无人机的控制方式主要可以分为自身程序控制和无线电遥控两种。最初的无人机主要应用于军事领龙源期刊网域，但随着经济与科技的不断发展，逐渐应用于社会的各行各业，其用途也非常广泛，如监控、搜救、测绘、搜索等都能够看到它的身影，使工作的实时性与准确性得到有效提升。在输电线路巡视领域应用无人机是无人机向民用领域发展的重要表现，我国在近年来对其应用的也非常广泛，很多电力公司都开始在地形比较复杂、情况相对特殊的输电线路区段应用无人机，具有成本较低、风险较小、适应能力较强、机动性能较好、使用相对方便等优势，不仅使巡视效率大大提升，还在很大程度上解放了劳动力，降低了供电公司的巡检成本。四、结束语综上所述，针对输电线路巡检过程中的一些关键环节，我们要更加科学的使用多旋翼无人机系统，从而提升巡检的效率和效率，保证巡检工作更加富有质量。参考文献：[1]张永，李德波，吴翔等.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报，2013.[2]王昊昊，罗建裕，薛禹胜，等.中国电网自然灾害防御技术现状调查与分析[J].电力系统自动化，2010.（作者单位：国网浙江永康市供电有限公司）作者简介：吴哲翔（1991.07.09），性别：男；籍贯：浙江省东阳市；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师；研究方向：计算机科学与技术。