浅谈无人机巡检输电技术应用

宋治

摘要：电力在现代社会发展中具有重要的作用，是国民经济健康、稳定发展的保障，在科技的推动下，将无人机应用在输电线路巡检中，可以有效的提高输电线路的运行效率和质量，并进一步提高其运行的可靠性和稳定性。所以电力企业应加大对无人机的应用和研究力度，提升其实际应用效果。文章使用比较分析法阐述传统人工巡检缺点与无人机监测优势，同时综合无人机系统结构，对数据采集、环境监测与无线通信模块展开说明。研究结果表明，无人机监测方案具有可行性，能够提升变电站运行环境监测效率，及时做好语音报警与短信预警工作，不仅能够满足全天候监测要求，而且可以为变电站稳定高效运行提供帮助。

关键词：无人机；巡检输电技术；应用

1在输电线路巡检中采用无人机的优缺点

在巡检输电线路中，虽然无人机发挥着重要的作用，但是在某型方面在存在着缺点，由于无人机体积很大，电池容量相对较小，所以应用无人机进行巡航的时间十分有限，无人机可接收的有效控制范围是1000m，遥控范围是有限的，而无人机不能自动分析图像的故障点。自主导航飞行技术和自主悬停技术是无人技术的基本功能，所以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，当无人机处在自主悬停状态后，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无人机的研究设计分析

2.1技术方面

遥控直升机采用的是当前普通直升机的气动布局，可以携带图像采集以及信息传输的设备，在飞行过程中将所看到的各种信息，通过传输设备，将数据传输到监控中心，极大的提高输电线路的巡视工作效率。常用的四旋翼无人机的气动布局是四个旋翼相互对称分布，这样的结构具有良好的起降能力。此外，四旋翼无人机还装有减震云台和无线传输设备，能够在进行输电线路的巡检过程中，利用高分辨率的图像采集设备进行信息的采集和传输，将信息及时的传送到监控中心。

2.2自身系统构成方面

无人机巡检系统主要包含了电子通信、跨航空、地理信息导航定位、图像识别等多个学科的技术。无人机的巡检系统一般由六个部分组成，包括飞行平台、地面监控系统、信息传输系统、飞行控制系统等。飞行平台主要包括机体、动力系统、电力系统、云台和能够保障飞行平台正常工作的设备。飞行控制系统主要包括全球定位系统接收机、惯性导航系统、气压传感器等。地面检测系统主要包括为图像监视系统和飞行数据监控系统、检测系统，其主要用来传输和接受输电线路的巡检资料。旋翼的无人机由遥控直升机本身、减震悬挂装置、影像采集、无线传输设备和地面影像监视和操作系统共同组成。遥控操作的直升机主要包含遥控操作直升机站和遥控操作地面站。

3无人机全自动巡检

3.1无人机自动巡检的关键技术:

1.拍摄与接收、处理和显示以及定位和获取。在完成初始化后,对无人机上安装有无线电设备,进行初始化,实现无人操作台的功能设置并提供相关服务;同时，也可以通过无线通讯模块，将获取到相应数据上传至调度中心数据库中去;另外，还需要配置一个可根据不同要求设定程序代码的软件或硬件平台软件，以满足远程通信需求等技术措施。一般情况下，无人机搭载的高倍摄像头完成对输电线路及其周边环境所有关注细节的拍摄工作，将高清照片或视频通过5G网络传输至边缘物联代理，由边缘物联代理实现对图像数据的智能识别，然后将分析结果上传至巡检平台，并自动生成巡检报告，从而完成整个全自动巡检任务。同时无人机还可以搭载激光设备，以月或季度为周期，利用激光点云技术完成对输电线路及其周边的扫描，并通过5G网络将数据上传至巡检台，由巡检平台对上传数据进行分析、处理，自动生成巡检报告，实现对输电线路及其周边环境的安全评估。2.完成飞行姿态控制。在无人机上安装有无线电设备,通过无线模块接收无人机的发射机实时指令,并利用其与远程通信系统相连实现对目标标定、跟踪和定位等功能;同时还可以采用基于GPS/GPRS技术的传感器网络来获取遥感数据信息;另外也需要配置相应软件平台以满足自动巡检中所需服务工作需求。在运行中,通过遥控操作,可实现自动控制。当无人机上有无线电设备时可以进行手动调整。如:将无人机的位置调节到相应地点;使用无线通信模块与上位机通讯等功能相结合后即可完成自主巡检、自动测距和数据采集工作任务;此外还能够利用GPS/GPRS技术来获取远程实时动态信息(距离变化)并根据相关指令对其作业计划作出安排,实现无人操作模式下输电线路中电力设备状态监控。

3.2无人机VR巡检

无人机的发展和应用主要是针对远距离输电线路进行研究,而在实际中,由于受到地理环境、设备成本等因素影响较小。因此，本文提出将VR技术与无人驾驶相关理论相结合。利用5G网络高速度、大带宽、低延时、高精度的特点，运维人员可以在中心机房通过输电线路无人机巡检平台，对无人机进行远程操控，同时运维人员需要佩戴VR眼镜，通过5G网络使现场拍摄视频与VR眼镜实现同步，自由的进行全方位多角度观看，使运维人员能够身临其境的对输电线路的每个细节进行巡查，并对周围环境进行评估。

(1)地面站巡检:利用GPS定位系统对110KV或220kv及以上电压等级高压电网进行实时监测，并通过无线电波遥控仪的远程遥测功能，可实现远距离输电线路巡线作业,实现无人值守和自动检测,为输电线路巡检提供可靠数据。(2)变电站巡线:利用无人机的GPS定位系统实时监控，并获取110KV或220kv及以上电压等级高压电网的监测实况,可实现对110KV至多相电缆进行远距离巡查、遥控。(3)高速公路巡线:利用无人机的超低功耗、高可靠性和全天候作业等特点,可实现对110KV及以上电压等级高压电网运行状况实时监测,为高速输电线路巡检提供可靠数据基础。

3.3无人机智能联动

随着科技的不断进步,无人机技术也在飞速发展,其中较为典型的是智能遥测系统。利用无人驾驶飞机，实现对电力线路运行状态信息进行实时监视和监测。

当出现异常情况时，可及时向无人值守方式发出告警信号，以通知相关人员采取相应措施来处理问题;同时，还可以通过遥控设备与上位机通信实现远程操作、控制等功能，从而完成自动化联动的任务要求;在作业过程中,无人机的智能遥测系统能够自动识别并记录各类电力线路运行状态及故障点信息,并根据相关规定及时向调度指挥中心发出故障信息,以通知无人值守;同时还可通过遥控设备与上位机通讯实现远程操作和控制。在实际应用中,由于无人机的灵活性和复杂性,其在电力线路巡检过程中会产生大量数据信息。因此，需要通过对采集到的实时数据进行分析处理，并利用相关设备，将这些海量大容量、高价值密度资源转化为具有一定关联关系等特征的可实现远程控制程序。

4结束语

无人机巡检技术作为一种创新的巡检手段，为提高输电线路巡检的效率和安全性提供了新的解决方案。通过对无人机的选择和关键技术的研究，可以实现对输电线路的快速、准确的巡检，提前发现潜在的安全隐患。然而，无人机巡检技术仍面临着诸多挑战，需要进一步探索智能化、自主飞行和多机协同等方向的研究。相信在不久的将来，无人机巡检技术将在输电线路巡检中发挥更加重要的作用，为电网安全运行做出贡献。

参考文献：

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