无人机技术在电力线路巡视的应用分析

2020-01-10王贺，李超

通信电源技术 2020年18期

王贺，李超

（国网吉林省电力有限公司培训中心，吉林长春 130000）

0 引言

输电网络系统的安全是保证我国社会经济正常运行的前提和基础，因此我国越来越重视输电网络系统的安全检查工作[1]。无人机作为新型的电力线路巡视技术，一经问世就受到了电力公司的青睐[2]。明确无人机技术在电力线路巡视中的优势和具体应用方向，可以促进相关技术的进步和发展。

1 电力线路巡视的主要内容

电力线路巡视主要是检查输电网络中各个节点和线路的具体情况。在检查过程中排除电路正常运行情况下零部件的损耗和潜在的风险。目前，输电网络的安全性主要依靠相关工作人员的巡视和排查实现。

2 电力线路巡视中存在的主要问题

2.1 巡视成本高

由于我国输电网络分布空间大且输电网络结构复杂，因此负责巡视的工作人员需要长期在户外进行巡视工作。但每个工作人员的巡视能力都是有限的，所以不得不招聘大量的巡视工作人员，并为其配备相关的巡视设备，这就导致大大提升了巡视工作的成本[3]。

2.2 巡视安全风险大

电力线路的巡视工作具有一定的危险性，工作人员需要检查每一条线路的使用情况和损耗情况。如果不注意就会造成伤害，尤其是部分外部环境恶劣的地区。因此电力线路的巡视依靠人工是非常不科学的。

2.3 巡视效率低下

与上述存在的问题相同，电力线路的巡视工作任务量大且工作环境艰苦，仅仅依靠人工实现不仅会影响工作的速度，还会影响整个巡视工作的质量，而且巡视人员的小失误就有可能会带来巨大的损失[4]。因此，当下依靠人工实现电力线路工作并不现实，效率过于低下。

3 无人机巡视的优势

3.1 大大提升巡视工作的安全性

虽然从整体的设备购买和人员培训的角度来讲，无人机巡视前期的投入比较大，但是从整体的应用和无人机的工作效率来讲，其可以大大缩减工作人员的工作难度和巡视时间，降低在日常巡视工作中的困难。不论是在艰苦的环境还是在复杂的电力线路中，都可以依靠无人机实现电力线路的检查与巡视[5]。随着我国科学技术的进步，无人机技术突飞猛进，并且多个技术领域同时发展，无人机巡检技术也由此诞生。目前，我国的多项研究已经有无人机巡检技术的参与。通过摇杆进行无人机的操控，再辅助以计算机技术和图像处理技术能够更好地进行相关测量工作。此外，由于无人机不需要驾驶员和地质科研员在飞机上展开相应的工作，因此在进行危险测量工作时减少了人员损失。

3.2 灵活飞行，数据准确性强

相较于传统的航拍飞机来说，无人机更加灵活小巧，并且升空的时间较短，不需要专门的跑场就能够升到空中进行工作。同时随着科学技术的不断发展，快速进步的巡检操作系统使得无人机摇感技术的运营成本降低了很多。操作简单的系统和成本较低的运营，促进了无人机巡检技术的进一步使用[6]。在进行无人机巡检之前，通常需要先规划线路，之后无人机根据规定好的线路进行自动飞行，体现了其稳定性。无人机性能的加强，不仅能进行高强度的航空拍摄，还能够相应的提高稳定性和精准度。而且由于不需要驾驶员进行操作，能够节省更多的空间进行燃料的添加和储存，因此相比于普通飞机能够飞得更远，运行时间更长。此外，轻便灵活的无人机能够在瞬间完成100多个点的测量工作，并且能够不间断地进行测量，并且无人机技术和计算机系统的结合能够瞬间将采集的数据传到地面[7]。工作人员及时对传回的数据进行处理，从而提高了处理的效率。

3.3 巡视成本低

与传统人工巡检的工作模式相比，小型无人机对电力线路进行巡检能够提升工作效率，节省巡视成本。首先，无人机的操作系统较为简单，所以造价要比普通的航拍飞机便宜许多。其次，无人机只需要驾驶员在地面通过巡检系统进行操控，因此进一步缩短了驾驶员的上岗时间，相应的成本就会减少。再次，无人机制造所用的材料都是新型复合材料，较为轻便，费用较低，而且后期维修方便。最后，无人机巡检技术搭载的处理设备对配置要求较低，相应的数据处理费用也比普通的航拍飞机要少很多[8]。

3.4 巡视更加精准

如今的无人机巡检技术所用的无人机搭载的都是高科技设备。通过应用新型的高精度设备，能够从多个方向和多个角度拍摄测量点。在拍摄过程中，垂直角度、倾斜角度以及水平角度都能够轻易的完成。并且无人机体型较小能够穿越狭小的通道，从多个角度和尺度进行拍摄解决了一部分遮挡物的问题，从而使得测量结果的精度更高。这些是传统拍摄技术无法做到的。因此，从长期使用和巡视工作效率的角度来讲，利用无人机进行巡视和传输数据相较于传统的人力巡视更具有优势。此外，无人机巡检技术是高度集成的，可以与其他系统很好地集成在一起，从而提高其应用效果。

3.5 监测更有深度

对于巡检技术而言，保证监测效率是十分重要的一点。如果不能够在第一时间处理发生的紧急事件或者状况，就容易造成不好的社会影响和恶劣的结果。对比其他手段，无人机巡检技术具有监测效率高的优势。利用无人机巡检技术能够第一时间有效处理发生的紧急事件和状况，提高处理事件的效率和监测效率，同时还能改善处理的结果。

仅监视大范围的对象是不够的，这样并不能达到理想的监视效果。通过无人机巡检技术可以实现小范围的目标监视。同时，在应用于电力线路巡检工程的测量过程中，测量范围灵活，可以增强控制能力。另外，通过充分利用该技术，可以将目标区域的实际情况反映在相应的仪器中，扩大监视深度，大大提高地图的直观程度。

4 无人机在电力线路巡视中的应用

4.1 传输巡视图像

无人机技术有着强大的信息采集和信息处理系统，因此可以在电力线路巡视的工作过程中及时辨别和拍摄图像，将其传输到后台并对数据进行应用和分析，这样就实现了图像的采集和数据的应用与分析。目前，我国无人机图像采集和数据传输系统的能力已经较为成熟。但在实际的工作中依然存在部分问题需要解决，如数据和图像采集的清晰度和准确度以及后台误差等问题。因此，在以后的工作中需要通过更加完善的管理措施和技术更新来实现数据的高效运用。

4.2 降低数据采集难度

利用无人机技术可以大大降低数据信息采集的难度。无人机主要是由飞行系统和数据采集及处理系统组成，其中飞行系统主要是为了完成无人机的飞行问题。由于无人机在电力线路工作中主要用于人类无法到达和条件比较艰苦地方，因此当其利用飞行技能时，避免了大量的人工作业，缩短了数据采集的时间，最大程度上降低了数据采集的难度，为后期相关数据的处理工作提供良好的基础。

4.3 提高巡视工作安全性

因为无人机雷达反馈系统先进，因此在运行的过程中可以及时检测到前方的障碍物，并设计完善的躲避路线，可以尽最大程度降低障碍对无人机技术的应用问题。正是因为无人机躲避障碍技术的日益完善，使得电力线路的设计与整理工作有了更多无人机技术的参与。无人机躲避障碍技术虽日益完善，但仍存在很多不足，如无人机技术没有形成系统的障碍反应系统，导致当下躲避障碍依然需要人工设计线路，并不能真正称之为自控系统，这也是在以后的设计工作中需要改进的地方。

利用无人机技术可以实现电力线路的巡视工作。从电力线路的敷设与规划工作环境来看，其整体环境是较为复杂的。部分地区气候条件差，且不适合工作人员的进入，因此利用无人机实现线路的检测与设计是非常有必要的。应用无人机技术进行线路的巡视时，主要是利用了无人机获取信息和分析数据的功能。将整条电力系统进行整体规划，形成一套完善的电力线路系统，并以此为前提根据各个线路节点的情况分析线路的敷设情况。这样，不仅在很大程度上解决了工作人员难以到达环境恶劣的电力线路地区进行巡视的难题，也使得定期按时巡视成为了可能，降低了线路敷设与管理的难度。

4.4 缩短巡视时间

电力线路敷设工作选择飞行无人机的主要原因是无人机利用飞行技术可以打破空间的限制，从不同的位置和角度分析和检测管理线路敷设情况，收集到的信息更加精准和丰富，可以辅助相关设计工作的高质量完成。无人机飞行技术可以提高电力线路敷设工作的效率。从电力线路的相关工作来看，影响其效率的主要原因在于实现相关线路的规划与设计时需要耗费大量的时间和成本。人工检测的速度是有限的，且只能通过亲自测量和分析的方法实现相关工作，导致工作周期长且数据准确性差。而利用无人机高效的飞行能力，可以实现在短时间内的数据采集与信息处理，直接避免了人工成本的浪费。由此可见，无人机高效的飞行技术可以在很大程度上提高相关工作的运行效率，还可以避免不必要的资源浪费。