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架空线路无人机巡线技术的相关思考

发表时间：2021/7/2 来源：《中国电力企业管理》2021年3月作者：张一凡

[导读] 架空线主要是指架空开放线，以地面为主要支撑点，为了实现输电的目的，运用绝缘子把输电线路固定电线杆上。由于输电线路沿线的范围以及地形条件，很难对沿线进行检查，特别是整个传输通道占用大量土地，容易对周围环境产生电磁干扰。

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摘要架空线主要是指架空开放线，以地面为主要支撑点，为了实现输电的目的，运用绝缘子把输电线路固定电线杆上。由于输电线路沿线的范围以及地形条件，很难对沿线进行检查，特别是整个传输通道占用大量土地，容易对周围环境产生电磁干扰。架空线检查是解决缺陷，及时了解架空线状况，及时准备架空线检查，实施技术检查和提高工作效率的有效方法。在保证架空线检查人员安全的同时，减轻劳动强度，降低成本。为了实现无人机巡线技术方法的运用，需要对架空线路无人机巡线技术进行深入的探索。
关键词：架空线，无人机巡线技术，相关讨论
        引言
        近年来，由于公共对电能的需求稳定增长，对电力系统建设的需求不断增加，有必要全面提高线路建设质量，使电网运行更加稳定。架空线路无人机巡线技术具有环保、易操作、安全等优点，可以节省建设成本和时间，可以提升对架空线路巡线的工作质量。
        一、无人机线路巡线技术的分类和特点
        我国的地形非常复杂，架空线的情况也是多种多样，员工需要大量的人力和物力来了解架空线的运行情况。之前都是进行人工巡线检查，运用人工巡线的方式，会花费极大的时间和精力，而且效率很低，某些复杂的路段根本无法检查。自无人机问世以来，这一问题已经得到解决，不仅速度快而且安全，而且不仅受到地形的限制，吸引了许多科学研究人员进行研究。运用无人机进行巡线，不仅使工作效率有力极大的提升，节约大量的时间，节省资金并且不会造成人员伤亡。
        （1）小型旋翼无人机
        这种类型的模型重量轻且结构简单。与固定翼无人机的不同之处在于，该无人机可以在中部徘徊，但由于飞行速度慢且续航能力低，因此只能在近距离使用。观察架空线的缺陷部分细节可以使用。这种无人驾驶飞机的主要缺点是它的负荷低，受风的影响很大，不能承受三级或三级以上的风。在小型旋翼无人机中，四旋翼无人机是目前使用最广泛的无人机。
        （2）无线固定翼无人机
        用于轨道巡逻的无人机可以分为三种类型，其中固定翼无人机是最快的飞行类型，时速为100至200公里，非常耐用，适合长距离飞行，对架空线进行巡线。由于它位于架空线的正上方，因此不能在中心悬停，并且可以根据实际的轨道检查情况调整巡线，通过调整速度和高度可以获得最佳的巡线效果。
        （3）无人直升机
        结合了小型旋翼无人机和无线固定翼无人机的特点，虽然速度较高，与无线固定翼的无人机相比，速度较慢，电池寿命为相对较短，且负荷非常大，检查效果好，在进行巡线检查时价格较高。广泛用于中短途架空线的详细错误检测和检查。
        （4）组合无人机巡逻
        由于每种无人机具有不同的优点和缺点，因此在许多情况下，在轨道检查过程中将两种类型的无人机组合在一起进行轨道检查工作。如固定翼的无人机与无人直升机进行组合，另固定翼无人机与小型旋翼机进行组合。这样的组合可以提供最佳的测试结果，以使测试结果更加准确。
        二、我国无人机巡线技术应用现状分析
        无人机线路检查技术是一种新兴技术，结合了多种先进领域知识，实现过程更加复杂。当前，更多的发达国家正在使用无人机生产线检查技术。其中，首先使用无人直升机是因为无人直升机具有足够的速度。在我国使用最广泛的是四旋翼无人机。在我国的湖南省、广西省和其他地区，四翼无人机是使用最广泛的无人机，这种无人机属于小型的陀螺仪飞机，能够在固定的地点进行起飞和降落。是目前使用最广泛的无人机，具有极强的控制能力和合理的价格。

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        三、架空线无人机巡检技术的相关性分析
        （1）定位技术在架空线路无人机巡线中的运用
        架空线路无人机巡线会受到环境和气候因素的有效影响，并且巡线过程中的安全指数非常容易受到天气因素的影响。在进行位置质量的管理中，运用LQG控制器，可以达到对无人机的自由旋转和动作指令的整合，在实际应用的做成中，增加了一种悬停无人机和拖动车身的系统配备。该控件的定位优势还可以在生产线检查的高速运行中获得可靠的技术支持。
        （2）视觉跟踪技术在架空线路无人机巡线中的运用
        在巡线操作中，无人机必须使用导航技能和避障技能，在实际的导航实践中，将技术专家和研究技术用于实验比较，并显示相应的巡线结果，对存在的问题进行跟踪。在进行巡线的管理中，运用Hough变换的算法，对图像背景的几何变化以及较小巡线工作过程进行科学的安排。在线性结构中，形成了三线组合的积极效果。基于电源线相关问题的实际控制和移动可受益于成像技术中的本地跟踪。
        （3）故障检测技术在架空线路无人机巡线中的运用
        故障检测技术在机载无人机巡逻中的实际应用主要包括激光雷达检测技术、视觉检测技术以及紫外、红外检测技术。激光雷达检测技术使用激光测距设备来精确测量线与建筑物之间的距离以及线下方的植被。在项目建设的情况下，更有利于后续工作的顺利开展。就应用程序优势而言，该技术的实施可以使用更准确的技术指标和云信息收集。在实际的架空线扫描操作中，将辅助测量与航空数字设备的图像信息的测量相连接，最后构建了3D模型，并获得了应用无人机和匹配度的效果
        （4）架空线路无人机通信系统中继技术
        当无人机在距离地面测控车辆适当距离的地方飞行且没有障碍物时，通信连接是一种直接方法。换句话说，无人机主要与测量和控制车辆一起传输数据。在无人机检查过程中，有必要明确无人机检查过程中的辐射距离，以避免由山峰、变频、电磁等因素产生的那个像。可以运用水平检查的方法对中继转发进行检查。在通信模式的运行中，对于无人机的中继和转发大致可以湖分成：地面转发以及空中转发。在进行地面转发时，通常是把设备安装在高杆上，这种方法的成本比较低，但工作量大，中继设备必须安装在线路的多极方面。并且在操作和维护中存在很大的困难。空中转发主要是通过数据传输链中运用增加转发器的方式，具有高度的灵活性，可以在复杂的区域中使用。结构比较简单，维护比较容易，但使需要增加无人机的数量，因此检查成本增加。无人机具有许多优点，但如果处理不当，则会对架空线项目产生负面影响。首先，要对牵引系统进行严格的管理，在无人机起飞前对机器进行全面的检查，一旦发现存在问题，则必须依据相关的维护标准及时进行处理，从而确保无人机的正常工作。其次，在无人机飞行的过程中，需要配备重锤，使其能够完成张力展开，对展开速度进行相应的控制。第三，切割绳索时，必须严格遵守相关的操作顺序，并以最快的速度完成绳索的切割过程。同时，需要确保无人驾驶飞机停放得足够稳定，以免在切割绳索时受到冲击。第四，必须在工作过程中确保信号的稳定性，以使塔架人员和地面人员可以随时进行沟通和合作。另外，高空作业具有较高的危险因素，因此必须遵循相关的规定，采取预防措施，从而避免发生不必要的损失。第五，每个基础塔都应配备滑轮并定期检查，应注意防止拖曳绳跳动，并应通过停车处理等方法有效地控制障碍物的影响。
        结语
        当无人机应用于架空线路巡线操作时，无人直升机具有明显的优势。巡线是通过定位技术、视觉跟踪技术、障碍物检测技术、无线通信技术、无人机巡逻组合技术等技术手段进行的。需要不断对无人机技术进行研发探讨，提升架空线路的巡线工作质量。
参考文献
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[2]陈晓兵，马玉林.无人飞机输电线路巡线技术探讨（J]南方电网技术，2016，2（6）：57-60
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