无人机巡检输电线路技术的应用分析

2017-12-23国网福建省南平市供电公司陈天添

电力设备管理 2017年2期

国网福建省南平市供电公司陈天添

无人机巡检输电线路技术的应用分析

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随着供电企业加强对输电线路的检修维护，提高输电线路供电的稳定性和安全性十分重要。在输电线路中采用无人机进行巡检检查，可以快速、准确的实现对故障的抢修维护，保证电力系统的正常稳定运行。本文从电力系统运行的角度，分析了无人机巡检输电线路技术的实际应用效果。

无人机；巡检；输电线路；应用

在当前形势下，电力企业的体制改革已取得了一定的成效，它的供电服务范围进一步延伸扩大，输电线路的分布也越来越广。由于地域间的自然环境差异性，对于输电线路的日常巡检，采用人工方式已远远达不到要求，采用无人机巡检可以在第一时间发现故障的位置，而且也不会受到地形条件的影响，还可以实现多角度、全方位的检查巡视，能够从整体上掌握输电线路的运行状况，因此，它的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

1 无人机的研究设计分析

当前在输电线路巡检中，应用最为广泛的是四旋翼无人机和遥控直升机。采用无人机来对输电线路进行全方位的巡视，可以迅速准确的发现故障的发生点，可以大大提高巡视工作的效率。从其产生和自身结构来看，它是先进科学技术创新研究的产物，它的形成主要涉及到以下几方面：

1.1 技术方面

首先，遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局，一般可以携带图像采集和实时传输设备，在飞行过程中可以把所“看”到的各种信息通过这个传输设备及时的传输到监控中心，可以大大提高输电设备巡视检修的工作效率[1]。

其次，四旋翼无人机的气动布局结构是4个旋翼相互对称式分布，这种结构设置使其具有良好的起降能力。它安装有减振云台和无线传输设备，在对输电线路进行巡检时可以利用微型高分辨率的图像采集设备，获得高清信息并及时传输到监控中心。

1.2 自身系统构成方面

首先，遥控式无人机的结构构成主体是遥控直升机的本体，其余的包括有减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。

其次，四旋翼无人机主要由本体和地面监控站两者构成。

1.3 功能方面

1.3.1 无人机的功能分析

首先，遥控式无人机的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空，而后再利用信息采集设备对线路的图像进行实时的采集和传输。

其次，四旋翼无人机的工作流程是在地面站的引导下，根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。其自主悬停于特定空间位置，确定后再进行图像采集，可以通过对四旋翼的航向和减振云台进行调节，对图像采集设备和被检测设备的光学角度和距离进行合理调整，实现对输电线路设备图像的实时采集和传输，根据人工操作的各项指令进行控制，而后沿输电线路进行飞行式观测和信息采集。

1.3.2 地面站的基本功能

四旋翼无人机地面站的基本功能涉及到诸多方面，包括：和四旋翼无人机协调进行遥控遥测通信、对四旋翼无人机的图像信息采集位置确定起到引导作用、对无人机所获得的输电线路信息实现实时的接收和整理分析、对无人机的飞行状态和云台状态进行实时的操作控制[2]。

1.4 关键技术要点以及创新点的分析

首先，四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点，可以进行输电线路跳闸后的故障点查找，并在此基础上构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。

其次，四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用，用于输电线路的巡视和检测，而且还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用，例如常见的大风、暴雨等。

第三，地面实时监控技术以及图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用，无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。

第四，对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行一系列的优化完善，有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺的问题，进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型以及空气动力等的问题。

第五，自主悬停和飞行控制系统所具备的自驾和手动模式两种工作模式，在自主悬停的状态下，可以通过地面站的高清健康录像检查线路，并保留手动模式，可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。

2 无人机的应用分析

2.1 实际应用效果

电力企业在输电线路的巡检中采用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集，可以有效降低架空输电线路巡检的工作强度和安全隐患，促进巡检工作效率和质量的提高，尤其是在恶劣天气环境中，例如在铁塔打滑时，它可以代替人工登杆和走线，进而为电网的安全稳定运行提供一个可靠的、安全的方法，在巡视成本方面，也可以大大降低巡检工作的成本，为社会生产生活的用电提供保障，对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。