中型旋翼无人机紫外成像检测技术在电力巡线中的应用

中型旋翼无人机紫外成像检测技术在电力巡线中的应用

赵阅群

23108319870516**** 国网山东省电力公司烟台供电公司

摘要：中型旋翼无人机一般会搭载紫外成像检测技术，其在输电线路检测应用方面发挥了巨大价值作用，可实现对输电线路的无死角检测，是对电力巡线人员人工红外线巡检作业的有效补充，提高了巡线工作安全性。本文中简单探讨了中型旋翼无人机与紫外线成像检测技术的相关理论，并对其在电力巡线中的应用技术要点进行了简单阐述。

关键词：中型旋翼无人机；紫外成像检测技术；电力巡线；优势；实践应用

当前电力企业的电力巡线检查作业过程中会采用到中型旋翼无人机，同时配备紫外成像检测技术内容，它主要能够针对电力巡线过程进行各种应用技术实践操作，其技术原理与技术要点内容相当丰富，如果能够科学合理运用就能提高电力巡线作业整体效率，实现成像检测效果最大优化。

1. 中型旋翼无人机搭载紫外成像检测技术的应用优势

当前我国城乡建设快速，城乡用电量也在呈现快速攀升趋势，这一过程中输电线路的分布布局越来越广泛，随之而来的则是大量的输电线路问题，这些都为电力巡线作业操作带来巨大麻烦。根据巡线作业经验看来，输电线路中线路破损、断裂、尖端放电等现象问题频出直接影响了供电安全可靠性。而这些问题的出现也直观体现了巡线维护自动化与现代化工作升级的迫切需求。不过，考虑到当前许多超高压输电线路穿林过水，所处地理环境十分复杂，所以依然采用传统人工巡线检查方式明显行不通，它会造成诸多巡线“盲区”的产生。为此，近年来电力企业开始借助无人机技术力量展开巡线作业，像比较典型的中型旋翼无人机就能够扫除巡线盲区，做到全区域全线无死角巡检，它的巡检过程更快、更安全、且成本低、效率高，可及时发现存在于各处区域输电线路的缺陷问题。当然，中型旋翼无人机还搭载了之前人工巡线没有的精锐技术内容，例如电晕放电检测设备、红外热成像检测设备、超声波检测设备以及紫外成像检测设备。本文中所希望重点讨论的是中型旋翼无人机搭载紫外成像检测技术^[1]。

2. 中型旋翼无人机搭载紫外成像检测技术的基本概述

1. 紫外成像检测技术

目前针对电力巡线的检测技术非常丰富，它其中就包括了绝缘子异常检测技术、红外成像检测技术以及电场测量监检测技术等等。其中红外成像检测技术虽然可实现检测局部放电，但其整体检测设备构造相当复杂，且其检测作业容易受到外部天气环境影响；而采用电场测量技术则可直接监测出绝缘子内部缺陷问题，不过考虑到目前线路测量点偏多，所以其操作过程明显太过复杂。为此本文所希望探讨的是一种利用到了紫外成像对高压电晕放电进行探测检测的技术方法，即紫外成像检测技术。

紫外成像检测技术可专门针对输供电线路与变电站配电过程进行研究，可实现在大气环境下工作，设备技术适应能力相当之强。例如在某些绝缘性能大幅度降低的高风险环境中，电力线路已经出现了明显结构缺陷，其表面局部放电现象频出，一旦带电体局部电压应力超出临界值，其在空气游离过程中就会产生明显的电晕放电现象。此时要利用紫外成像检测技术对电离过程中空气中所产生的电子进行分析，了解其不断获得和释放能量的能量转化过程。例如在电子释放能量的放电过程中，对其所辐射出的光波、声波、抽样、紫外线以及微量硝酸内容进行分析。在这里所运用到的紫外成像技术主要运用到了某一种特殊仪器，它可根据波长调节对太阳盲区中的光谱内容进行监测，如果紫外波长控制在240~300nm范围内，其在白天检测过程中也能观测到电晕。

2. 中型旋翼无人机技术

中型旋翼无人机实际上是一种固定旋翼无人机，它有大型、中型和小型之分，其中中型旋翼无人机灵活性较高，可垂直起降，对于降落平面要求不高，飞行时间可达到最大6小时，且控制距离大约在50~150km左右，可基本覆盖一整条输电线路，非常适合开展输电线路巡线工作。一般来说，中型旋翼无人机的任何荷载是相对较大的，它一般可进行20~200kg重量范围内的荷载任务，可实现对输电线路的精细化快速巡视。即从指定角度与高度拍摄相当数量的高清晰照片，循环于指定范围内完成对输电线路杆塔的拍摄任务。

不同于大型旋翼无人机。中型旋翼无人机的多维度观测拍摄能力更强，整体操控过程更灵活，由于机体上搭载了多台传感器，所以它也能够实现多角度拍摄观测。另外，根据任何载荷数量的不同，它可适当进行机载燃油容量更换，在适当减轻载荷的情况下增加燃油量，如此可延长飞行执勤时间，机制转化相当灵活。由于中型旋翼无人机必须实施精细化巡视与快速巡视两种模式，所以这就利用到了它的悬停模式与低速飞行模式，如此可更好完成巡视作业任务，从指定的角度与高度拍摄指定数量的高清晰图像内容，如此循环提高电力巡线工作效率。例如在快速巡视过程中，中型旋翼无人机会设计规划航线，并按照指定航线循环飞行，其中更采用到了拍摄记录仪对电力线路沿线设备与飞行环境进行动态分析判断。整体看来它所设计的飞行计划非常周密，在开展电力故障巡线与灾后特殊巡线工作中，它能够合理与紫外成像检测技术联合，在白天阳光照射相当强烈的情况下也能完成巡线工作任务，整体看来工作效率非常之高

^[2]。当然，中型旋翼无人机是存在动力不足的缺陷问题，所以具体来讲还要结合实际任务需求选择是否使用中型旋翼无人机，执行其能够胜任的电力巡线作业任务内容。

3. 中型旋翼无人机搭载紫外成像检测技术的案例简析

利用中型旋翼无人机可对某些湿度较大、能见度较低的雾气环境展开电力巡线工作，这里就利用到了中型旋翼无人机的红外热成像原理，配合紫外成像检测技术联合展开巡线作业过程。在该过程中，利用紫外放电检测技术内容，首先对系统中的正常运行内容进行检测操作，此时可真是客观反映输电线路的真实运行状态。这里借助了紫外放电检测整体响应速度较快的优势特点，有效降低劳动强度，同时也为无人机的巡线过程提供了更多线路设计规划可能性。在紫外放电检测过程中，输电线路系统的状态管理与状态检修工作也能顺利展开，通过检测生成图片与图像内容，基于状态检修层面分析积累重要基础数据内容，开展具有针对性的定期线路检修工作，为巡检作业质量提高提供更可靠依据。当然，在中型旋翼无人机操作过程中，也必须分析紫外成像检测技术应用过程中所面临的各种影响因素，例如污秽、湿度等等如果是阴雨天气，空气适度不断增大，电晕放电场强也会相应降低，此时需要结合实际情况调整电力巡线作业路线^[3]。

总结：

电力巡线工作内容复杂且难度较高，存在诸多死角盲区，这是人工传统巡线检测方式所无法完成的。所以本文中就深度探讨了中型旋翼无人机配合紫外成像检测技术，希望利用二者在各自技术方面的优势特征来提高电力巡线作业质量与效率，合理判断、排除故障问题，为后台电力企业提供更加精确的检测数据，保证线路运行安全稳定。

参考文献：

[1]侯青青. 中型旋翼无人机紫外成像检测技术在电力巡线中的应用研究[J]. 技术与市场, 2017(05):33-33.

[2]李小卓. 基于无人机多传感器数据采集的电力线路安全巡检及智能诊断[J]. 电子制作, 2020, No.390(02):41+72-73.

[3]王少华, 梅冰笑, 叶自强,等. 紫外成像检测技术及其在电气设备电晕放电检测中的应用![J]. 高压电器, 2011, 47(011):92-97.