输电线路巡检中无人机航测技术的运用

输电线路巡检中无人机航测技术的运用

刘书剑

国网安徽省电力公司六安供电公司安徽六安237000

摘要：随着生活水平的不断提升，电已渗透到了人们日常生活的方方面面，也已经介入到了各行各业的发展中，人工巡检已经不能跟上时代的发展。基于此，本文对输电线路巡检中无人机航测技术的运用做具体阐述。希望给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：输电线路；巡检；无人机航测技术；运用

引言

为了满足人们的电力需求，电力输电线路不断增多，分布范围越来越广泛，许多输电线路都位于地势复杂、环境恶劣区域，这大大增加了电力输电线路的故障发生几率。为了确保电力的正常供应，就必须要对这些输电线路进行及时的修复或更换，因此，确保电力输电线路的巡检工作的高效性是非常重要的。无人机在电力输电线路巡检工作中有着巨大的应用优势，其能够有效代替人来进行电力输电线路巡检，使巡检人员能够通过无人机来检查输电输线的故障情况，从而大大减少了登塔高空作业，有效减轻了巡检人员的工作强度。

1无人机电力线路安全巡检的含义与任务

无人机作为一种新兴的自动化航测设备，具备灵敏的遥感技术，利用无人机搭载巡检设备进行电力线路的安全巡检能够有效降低巡检过程中的成本和危险系数，同时对电力线路的日常安全维护起到一定程度的帮助作用。在无人机进行电力线路安全巡检的过程中，主要任务包括对复杂地形条件的采集研发、反复开展多批次的无人机平台飞行试验来确保电力线路系统性能的良好程度、构建无人机的影像与遥感数据处理平台等。

2无人机航测技术在输电线路巡检中的应用优势与不足

2.1优势

该技术的应用优势主要体现在以下几个方面：其一，由于无人的体型相对较小，因而对于起降场地没有严格的要求，并且不容易受到天气因素的影响。相比较而言，无人机在起降环节中较为简单，应用时只需要确保周围有开阔的视野，并且要整地地面平坦即可。同时，无人机能够在云下、超低空等环境中飞行作业，这一环节中不容易受到当地天气的影响。其二，执行任务期间相对高效、便捷。在进行无人机设备的运输工作时，由于其体积相对较小，因而可以借助铁路、公路以及航空等路径进行运输，在运达场地后变可以开展相应的航测工作。这样一来，极大的提高了巡检工作的便利性。其三，无人机能够搭载高清的影像设备。通过提高影像设备的分辨率、加强对集成技术的应用，能够取得良好的航测效果。一般来说，在无人机上不仅要装载相应的数码相机传感器，同时还要安装全球定位系统以及相应的导航设备。现阶段，随着科技水平的不断提高，用于摄像、导航的设备越来越先进，并且无人机系统的集成水平越来越高。因而，所拍摄的影响资料的分辨率较高。其四，无人机设备与系统的维护工作相对简单，并且巡航过程中所投入的成本较低，巡检工作的风险不高。无人机系统有着较高的集成性效果，并且机身的大多设备可以进行拆卸，这不仅为设备的维修、管理提供了便利，同时提高了巡检工作的可操作性。

2.2不足

虽然无人机的应用有着较多的优势，但是将其应用于巡检工作中也存在着一定的弊端。比如在巡航时间方面，无人机的巡航时间相对较小，这主要是受到电池容量的影响。随着制造工艺的不断发展，这一问题得到了有效的缓解。其次，在遥控范围上，也受到一定的限制。一般来说，无人机遥控的范围能够达到1000m左右，一些无人机设备无法自动完成图像缺陷分析工作。

3电力输电线路人工巡检中无人机的应用研究

3.1电力输电线路全方位巡检中的应用

在电力输电线路巡检工作中，无人机有着具大的应用优势，对于性能很高的无人机来说，其硬件包括地面站与机载两个组成部分，在无人机的机载部分中，能够搭载可见光相机，可见光相机能够对输电线路进行全方位的拍摄，并将拍摄的图像进行视频转换，通过模拟信号传输以及系统中的无线通讯模块将拍摄到的图像信息发送至计算机中，巡检人员可通过专业软件实时查看无人机所拍摄到的影像，并根据无人机的拍摄影像来判断输电线路的运行状况。除此之外，在面对特殊的线路巡检要求时，巡检人员还可利用遥控器对无人机进行控制，从而使无人机能够避过障碍物更加快速的找到故障位置。并且，无人机中可见光相机的焦距也可进行灵活的调节，巡检人员可通过遥控器来调整无人机的焦距，从而使目标位置更加清晰，在巡检完毕后还可将无人机拍摄到的巡检影像存储至计算机中。无人机借助于多用转换头来进行输电线路巡检工作，这也使其能够代替人来高效的完成巡检工作，大大减轻了巡检人员的工作强度，有效避免了安全风险的发生。

3.2电力输电线路故障检测中的应用

在雷达检测中，其能够使输电线路的定量测量精度更高，并且可通过雷达测距装置对输电线路和周围障碍物之间的距离进行精准测量，从而为输电线路的维护与架设工作提供参考。在视频可视化检测中，巡检人员可通过无人机中搭载的可视摄像头来对输电线路进行航拍，并通过通讯模块将航摄图片或视频传输至地面站的计算机中，巡检人员可利用专业软件来观察航摄图片或视频，从而帮助巡检人员分析输电线路的实时运行情况。在红外检测中，该技术是通过红外线来帮助巡检人员进行成像分析，这种检测方法适用于肉眼无法辨别的线路故障检查，尤其是在线路金属探伤中有着极高的应用价值，能够帮助巡检人员及时发现线路中存在的某个点或局部区域所出现的异常过热问题。

4输电线路巡检中无人机航测技术的运用

4.1线路隐患探测技术

作为输电线路安全巡检工作的重要内容之一，做好线路的隐患探测有着重要的作用。具体巡检工作中，要及时、准确的查找到相关线路存在的缺陷，并采取针对性措施予以检修。这一过程中，主要应用到的探测技术囊括了视觉探测技术以及激光雷达探测技术，同时还应用到红外线技术以及紫外线探测技术。

4.2无线通讯技术

通常来说，可以将该技术称之为测控技术。借助于测控技术，能够实现输电线路的遥控测量，并且能够满足跟踪定位以及信息传递的要求。对于遥控测量而言，主要是对飞行环节中的无人机飞行情况以及相关设备、仪器的参数做出测量，并对设备以及飞行状态进行有效的控制。

4.3正射影像采集技术

在进行采集影响的变换与修改工作时，以往需要借助于CPU串行方式进行。近几年来，随着传感设备与传感技术的不断发展，影像数据处理工作的难度大大降低。再沿用以往的CPU串行方式已经不能满足正射影像的采集要求。因而，在开展输电线路的安全巡检工作时，需要在无人机上搭载相应的遥感设备，并且要建立GPGPU模型，最终能够得到大量的有价值的正射影像。通过应用图形绘制流水线，可以对无人机设备拍摄的航测影像进行快速的完善与修改，进而有效提高了采集工作的速度与效率。

结语

由于自然环境和人为因素的影响导致输电线路巡检作业难度日益增加，为保障输电线路的稳定运行，提出一种基于无人机巡检的输电线路故障智能定位方法，通过解析故障行波的生成过程，对三相电路进行解耦，利用相模变换把三相电路中互相耦合的向量转换成独立量，获取到对应的电流模行波速度和引发短路故障的电流模;依据戴维南定理计算等效电路图，利用拉普拉斯对等效电路进行变换，获取无人机巡检输电路故障的定位距离。

参考文献

［1］姚旭，程蓉，崔力心，等．面向智能变电站的输电线路综合故障定位方法研究［J］．电力系统保护与控制，2016，44(11):40－45．

［2］焦在滨，吴润东，王钊，等．利用数据融合技术提升输电线路故障定位精度的新方法［J］．中国电机工程学报，2017，37(9):2571－2578．