王立超 周鑫明
国网安徽省电力有限公司南陵县供电公司,安徽省芜湖市南陵县 242400
摘要：无人机巡检技术在目前的企业输电架空线路巡检工作中应用广泛，它能够迎合当前日渐提高的电网结构复杂化程度，确保巡检维护到位。不过，无人机在控制过程中是存在失控、撞机甚至被劫持等多种事故的，再加之企业输电架空线路技术内容繁多，所以必须基于线路结构巡检要求提出并使用无人机巡检技术。
关键词：输电架空线路；巡检；无人机；应用要点
中图分类号：TP391
文献标识码：A
引言
为了满足人们的电力需求，传输线的数量不断增加，分布范围越来越广。许多输电线位于地形复杂且环境恶劣的区域，显著增加了传输线出现问题的可能性。为了确保正常供电，必须及时维修或更换出现问题的传输线，因此确保输电线路检查工作的效率非常重要。无人机在输电线路检查工作中具有很大的应用优势，检查人员可以通过无人机检查输电线路的故障，显著减少了塔架攀登高空作业，有效地减少了工作量。
1电力线路巡检模式的现状
目前输电线路的巡检方法大多还是依赖于人工巡检，而人工巡检模式主要有以下几点问题：（1）巡检手段单一。人工巡检时只能使用望远镜与相机等设备进行测量，寻找问题时只能进行人为的查找，在电力巡检过程中无法使用过重的诊断设备。例如：杆塔瓶口上面的部位有观测角度大与观测距离远这两个特点，人工巡检时无法进行问题的查找，只能得过且过，最后导致巡检结果产生误差，影响了巡检的质量，提高了线路产生问题的概率。（2）维护人员无法满足线路增长需求。最近几年，220kV及以上电压等级输电线路的总长度已经超过7×105km，年增长9%左右，以后的年增长率约6%。可路线维护人员的增长率却在2%左右，远远跟不上线路的增加速度，而且人工人本越来越高，电力企业为了控制成本，不会大量增加维护人员，因此会产生维护人员无法满足线路增长需求的情况。（3）数据管理分散。目前电力巡检工作中，大多都是电力线路运维部门进行数据的整理与统计，却没有及时将数据进行分享与整合，导致数据过于分散，无法进行多维度的利用，也不能给有关部门进行数据的提供，从而影响有关部门进行有效精准的判断。而且在进行巡检数据判断时都是由人工完成的，人工判断容易产生数据的判断失误，因为人工效率过慢，数据的处理时间较长，因此会影响后续工作的正常进行。因为人工巡检的方法过于传统，并没有给电力巡检工作带来良好的效率性与准确性，所以，现在大多都使用无人机来进行电力巡检工作。
2输电架空线路的无人机巡检技术应用要点
2.1无人机避障巡检技术的实践应用
目前无人机的避障系统是相当成熟的，在针对架空输电线路进行安全巡检工作过程中，机体避障系统会起到重要作用。因为输电线路周边会存在大量的塔杆通道、森林树木以及建筑物，这些都可能为无人机飞行巡检工作带来负面影响，所以无人机会通过自身避障系统躲避障碍物，即对障碍物进行实时动态检测，实现自我保护。具体来说，当无人机检测到障碍物位置后会选择自动规避绕行或就地悬。其科学原理就是在架空输电线路障碍物面前获取深度图像内容，即时计算分析障碍物大体轮廓，然后快速规划路线规避绕开障碍物继续飞行巡检，这说明了无人机系统内部是存在一套场景建模分支系统与路径规划分支系统的，两大分支系统配合避障系统就共同确保了巡检工作安全性。
当然，无人机还具备超声波测距、双目测距技术以及激光雷达测距三大测距技术，就以双目视觉测距技术为例，它的主要测距原理是视差技术。
无人机拥有自己的视觉系统，它其中设置了基于感应器的双目摄像机，合理利用双目视觉技术从不同角度对同一景物进行分析，瞬间动态获取两幅数字图像，构成一套完整的单独三角形体系，结合单摄与双摄像机位置差距分析公共障碍物三维尺度，并深度了解其空间特征与三维坐标，建立景物三维形状体系，最终完成对障碍物三维模型的构建。整个过程中，无人机的双目摄像机能够实现对图像信息的完整采集，准确测量物体距离无人机摄像机双目之间的直线距离，目前该技术已经被灵活应用于无人机架空输电线路巡检工作中，它的避障效率高，双目视觉测距原理成熟，可为架空输电线路日常巡检提供安全保障。
2.2巢-巢巡检技术模式的实践应用
巢-巢巡检技术模式属于无人机巡检工作中的新技术模式，它可在有条件背景下完成变电站架空输电线路的远程巡检工作，主要操作就是针对远程架空输电线路发送管控指令，建立远程无人自主巡检模式。该模式中除采用到无人机巡检技术以外，还采用到人工智能AI图像识别技术、5G通信技术以及云计算技术等等先进技术内容，是典型的无人机智慧巡检模式。智慧巡检技术的实践应用，①从架空输电线路的全方位远程监控系统建立开始，建立系统的无人值守机巢，配合中央控制系统进行远程控制。②基于云端层面部署监控平台实施后台监管，预留空域管理接口建立监管综合体系。基于上述两点技术采用到续航能力在50min以上的无人机，且确保其单向巡航里程应该在35km以上。整个巡检过程采用到中央控制系统对机巢实施远程管理，而无人机则配合气象站辅助设备远程发送各项指令内容，以便于控制无人机在必要时自主开机、起飞、按照提前规划好的航线完成自主飞行巡检工作，最后精准降落。③在机巢控制系统中还加入了自动充电模块、自动数据传输模块以及云端数据自动智能处理模块等，所有巡检数据都会自动上传到后台管控中心，完成整个巡检工作流程。
2.3适用于清除传输线上的异物
传输线中经常有异物，如果不及时清除异物，将有可能导致传输线击穿和触电。为了避免上述问题，检查人员经常不得不手动清除异物，这极大地增加了检查人员的安全风险，并且清除异物所需的时间较长。无人机在去除传输线中的异物方面发挥了重要作用，当使用无人机去除传输线中的异物时，传统的方法是将两个激光携带到无人机的空中，坡度管模块通过聚光效果燃烧异物。考虑到从激光二极管模块发射的激光是平行的，需要使用凸透镜聚焦光，并且需要使光散焦。在准确燃烧异物的过程中，检查人员必须确保无人机与周围的充电设备保持一定距离，并且异物会在风的作用下晃动，这种使用无人机去除异物的方法较困难，并且去除异物的效率低，需要改进。将电动水平仪、激光模块和控制模块安装在多旋翼无人机上，检查人员可以通过云台摄像机观察异物的位置，可以对无人机进行调整，使激光模块的焦点对准异物的位置，接着检查人员可以使用GPRS远程控制继电器打开激光模块的电源，该模块可以快速燃烧异物，并快速去除传输线中的异物。
2.4为无人机建立了图像识别模块
该模块主要基于深度人工智能AI系统建立智能识别体系，有效解决无人机可能存在的数据自动智能分析缺陷问题。这主要还是因为模块中运用到了卷积神经网络技术体系，可实现对图像自动识别软件的优化调整，确保无人机在电力巡检过程中有效处理图像，快速识别图像中的某些目标内容，建立目标智能化识别计算体系。整体来讲，图像识别模块是基于“端对端”特征展开的，它所处理的数据都是非线性数据，应用非常灵活。
结束语
针对架空输电线路的巡检工作需要采用到无人机巡检安全技术，该技术所建立的系统规模庞大，技术内容丰富，可实现高精度的数据采集与检测过程，提高架空输电线路整体巡检工作效率。
参考文献
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