桑 遙，羅 晨，姜威威，李 媛，陳曉鵬

（國網(wǎng)新疆電力有限公司烏魯木齊供電公司信息通信公司，新疆，烏魯木齊 830011）

0 引 言

隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)、GPS導(dǎo)航定位技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和無人機(jī)的發(fā)展速度逐漸加快。將無人機(jī)技術(shù)合理應(yīng)用于電力建設(shè)、維護(hù)等工作，彌補(bǔ)傳統(tǒng)人工不足的問題，已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。因此，要進(jìn)一步加強(qiáng)無人機(jī)的研究力度，確保其在電力行業(yè)中的應(yīng)用效率，逐漸擴(kuò)大其在電力行業(yè)中的應(yīng)用深度和廣度，為電力行業(yè)的發(fā)展提供有效保障。

1 無人機(jī)概況分析

1.1 無人機(jī)現(xiàn)狀分析

近年來，我電力行業(yè)發(fā)展迅猛，電網(wǎng)建設(shè)在全國的每一個(gè)地方落地生根。隨著無線通信技術(shù)、GPS導(dǎo)航定位技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)的發(fā)展速度逐漸加快。利用無人機(jī)在電力線路規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)和應(yīng)急搶險(xiǎn)等工作，發(fā)揮了提高效率、保障安全的作用。無人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱無人機(jī)，英文縮寫為UAV，是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或者由車載計(jì)算機(jī)完全或間歇自主地操作。隨著航空科技的發(fā)展，無人機(jī)在續(xù)航、通信和負(fù)載能力等方面有了很大提高。無人機(jī)的特性更有利于其在電力行業(yè)開展應(yīng)用。通常情況下，無人機(jī)主要由以下幾部分組成，分別為動(dòng)力引擎、信號(hào)無線、設(shè)備機(jī)身以及自動(dòng)駕駛儀等。動(dòng)力引擎主要包括動(dòng)力模式和油動(dòng)模式。無人機(jī)在起落過程中主要分為三種模式，分別為直升模式、拋擲模式、彈射模式等。它在發(fā)射和回收過程中能夠有效適應(yīng)不同的承載平臺(tái)，比如亞軌道飛行器、衛(wèi)星、地面、航空器以及車輛等，同時(shí)能夠有效保障測(cè)量精度，能夠持續(xù)性開展跟蹤和監(jiān)測(cè)工作。

1.2 無人機(jī)在電力行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)分析

無人機(jī)應(yīng)用于電力行業(yè)時(shí)，主要具有以下幾方面特點(diǎn)。第一，無人機(jī)不需要在機(jī)場(chǎng)進(jìn)行起降，可以通過彈射、手拋以及滑落的方式起飛。通常情況下，比較開闊和平坦的場(chǎng)地都可以起降無人機(jī)，不會(huì)受到地形方面的限制。第二，無人機(jī)應(yīng)用時(shí)，對(duì)作業(yè)環(huán)境要求比較低。尤其是天氣條件，其能夠在低空環(huán)境和云下飛行，在云層比較厚的環(huán)境中獲取相應(yīng)的影像數(shù)據(jù)信息[1]。第三，無人機(jī)自身集成度比較高。它的應(yīng)用系統(tǒng)涵蓋集成慣性導(dǎo)航裝置、飛行平臺(tái)、通信系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)傳感器以及飛行控制裝置等，集中多種高科技技術(shù)。第四，無人機(jī)在應(yīng)用時(shí)能夠獲取高清影像。地空作業(yè)過程中，其能夠?qū)⒎直媛收{(diào)整到5 cm，獲取清晰的影像數(shù)據(jù)，同時(shí)能夠高效、快捷完成任務(wù)。第五，無人機(jī)的相關(guān)設(shè)備零件拆卸比較方便，檢修和維護(hù)比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用成本比較低，安全風(fēng)險(xiǎn)比較低。

2 無人機(jī)在電力行業(yè)中的應(yīng)用分析

2.1 無人機(jī)在輸電線路規(guī)劃和架設(shè)中的應(yīng)用分析

首先，電力線路規(guī)劃過程中，信息采集階段需要采集擬規(guī)劃線路的實(shí)際環(huán)境信息。通常采用獲取衛(wèi)星遙感圖、航拍圖的方式統(tǒng)計(jì)線路通道的工程量，對(duì)采集后的信息進(jìn)行成本、施工難度等綜合數(shù)據(jù)比對(duì)，制訂最優(yōu)的實(shí)施方案。信息實(shí)際獲取過程中，衛(wèi)星圖存在時(shí)效性較差的問題，與實(shí)際的地形地貌存在一定偏差。航拍圖由于場(chǎng)地、天氣和成本等原因，導(dǎo)致獲取周期長(zhǎng)，不便于工程推進(jìn)。利用無人機(jī)測(cè)繪通道的地形地貌，實(shí)施性強(qiáng)，對(duì)場(chǎng)地要求不高，受天氣影響小，可以有效獲取實(shí)時(shí)的地形地貌信息。其次，電力線路架設(shè)過程中，無人機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)情況。比如，桿塔建設(shè)、大型設(shè)備安裝和導(dǎo)線、地線架設(shè)等施工過程中，搭建、運(yùn)輸?shù)臋C(jī)器設(shè)備等受現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)環(huán)境影響較大時(shí)，利用無人機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)情況，有助于制訂合理、高效的施工策略。同時(shí)，施工過程中利用無人機(jī)搭載影像設(shè)備，可以整體監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)。此外，利用無人機(jī)展放架線過程中的牽引繩，可以有效避免因地形地貌等原因造成的施工不便。與傳統(tǒng)的人工放線相比，其不僅提高了效率，而且縮減了施工成本，減少了工人高危作業(yè)的內(nèi)容。

2.2 無人機(jī)在輸電線路監(jiān)測(cè)和應(yīng)急清障中的應(yīng)用分析

首先，電力線路搭建完成后，需要定期維護(hù)、保養(yǎng)桿塔線路。相比于傳統(tǒng)的線路養(yǎng)護(hù)工作，利用無人機(jī)進(jìn)行巡檢工作可以大大提高輸電維護(hù)和檢修的效率，且許多工作能夠在完全帶電的環(huán)境下完成。作業(yè)過程中，無人機(jī)受地形、環(huán)境等因素的影響不大，可以有效解決山地、雪地等復(fù)雜環(huán)境造成的困擾。利用無人機(jī)搭載相機(jī)設(shè)備精細(xì)化監(jiān)測(cè)桿塔，可以有效提高養(yǎng)護(hù)過程中的監(jiān)測(cè)精度。利用無人機(jī)搭載傾斜攝影、激光雷達(dá)等設(shè)備掃描線路，形成數(shù)字模型，可以有效掌握線路和線路附近的三維情況，對(duì)沿線路的通道有一個(gè)立體、形象的了解，方便后期的維護(hù)和檢修工作[2]。其次，發(fā)生災(zāi)害及線路故障后，在無人機(jī)的幫助下可以精確定位故障點(diǎn)，故障查找問題可以迎刃而解。輸電線路夜晚緊急搶險(xiǎn)工作中，利用無人機(jī)搭載強(qiáng)光照明設(shè)備和喊話系統(tǒng)，可以為現(xiàn)場(chǎng)提供視野和指揮通信。此外，利用無人機(jī)搭載噴火設(shè)備，可以有效清除輸電線路中掛在兩相之間的風(fēng)箏、塑料膜等異物。

2.3 無人機(jī)在電力巡航和缺陷巡視方面的應(yīng)用分析

首先，無人機(jī)應(yīng)用于電力行業(yè)時(shí)涉及到電力巡航系統(tǒng)。基于攝影測(cè)量技術(shù)獲取數(shù)碼照片，從而有效定位和識(shí)別輸電線路通道中存在的危險(xiǎn)因素，比如高桿植物、違章建筑等，能夠有效完善線路巡檢過程中弧垂高度的測(cè)量。實(shí)際巡航過程中，利用無人機(jī)能夠?qū)鹘y(tǒng)的可視化水平逐漸發(fā)展為可測(cè)量水平，有效解決電力線路定量巡檢中存在的難題，代替人工電力線路巡檢，提升整個(gè)巡檢效率。在一些地形比較復(fù)雜、人工作業(yè)難度高的區(qū)域，利用無人機(jī)開展巡檢能夠有效降低生產(chǎn)作業(yè)和巡檢設(shè)備的應(yīng)用成本[3]。其次，有效控制無人機(jī)能夠獲取電力線路航線中不同區(qū)域和部位的影像數(shù)據(jù)，以真實(shí)畫面直觀展示地面是否有金具、導(dǎo)地線等遮擋物，大大降低了人工作業(yè)的難度和成本，作業(yè)人員只需 在桿塔周邊地面即可完成缺陷巡視工作。

2.4 無人機(jī)在電力故障查找中的應(yīng)用分析

通常情況下，電力系統(tǒng)中的高壓輸電線路走廊存在復(fù)雜多樣化的特點(diǎn)。因此，經(jīng)常會(huì)由于惡劣天氣、線路放電、施工觸電、風(fēng)偏異物、冰害和雷擊等情況導(dǎo)致跳閘。由于電力故障出現(xiàn)在環(huán)境惡劣、地形復(fù)雜和夜間的概率比較高，導(dǎo)致故障查找工作受到影響，致使故障搶修時(shí)間受到影響。一旦輸電線路出現(xiàn)故障，維護(hù)和維修人員要立即前往故障區(qū)域，全面查看故障線路的情況，必要情況下需要登塔巡視。但是，該項(xiàng)工作具有非常高的危險(xiǎn)度，一旦稍有疏忽便會(huì)發(fā)生人員傷亡事故。無人機(jī)不會(huì)受天氣、地形以及時(shí)間的影響，能夠依照實(shí)際情況進(jìn)行精確巡查，快速趕往事故區(qū)域查找故障點(diǎn)，從而有效提升故障線路的查找效率，進(jìn)一步提升線路搶修效率。

顧青有些歉疚，房子是太簡(jiǎn)陋了，沒有廚房沒有客廳，只有小小的一間，放了床、桌子和一臺(tái)電腦之后，空間就占掉了大半。溫簡(jiǎn)在樓梯口生了個(gè)爐子，燒蜂窩煤，味道很濃嗆，她總是一邊炒菜一邊咳嗽，但她并不覺得苦。

3 無人機(jī)在電力行業(yè)的應(yīng)用展望與發(fā)展分析

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)水平快速提升，逐漸朝著高度化和智能化的方向發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)，逐漸在電力監(jiān)測(cè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、應(yīng)急響應(yīng)、電網(wǎng)設(shè)計(jì)和故障查詢方面發(fā)揮重要作用。它不僅能夠有效幫助電力企業(yè)降低各項(xiàng)工作的成本預(yù)算，而且能夠有效提升電力行業(yè)的運(yùn)行效率，從而進(jìn)一步降低電力系統(tǒng)運(yùn)行的故障率[4]。未來的發(fā)展過程中，隨著智能化技術(shù)和大數(shù)據(jù)的有效應(yīng)用，無人機(jī)在電力系統(tǒng)中將進(jìn)一步加深應(yīng)用的深度和廣度，為電力行業(yè)的發(fā)展提供有效保障。

4 結(jié) 論

無人機(jī)應(yīng)用于電力行業(yè)時(shí)，不需要在機(jī)場(chǎng)起降，對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求較低，集成度較高，能夠獲取高清影像，高效快捷完成任務(wù)。無人機(jī)通常采用獲取衛(wèi)星遙感圖、航拍圖的方式統(tǒng)計(jì)線路通道的工程量，基于攝影測(cè)量技術(shù)獲取數(shù)碼照片，有效定位和識(shí)別輸電線路通道中存在的危險(xiǎn)因素。有效控制無人機(jī)，能夠獲取電力線路航線上不同區(qū)域和部位的影像數(shù)據(jù)，大大降低了人工作業(yè)的難度和成本，可以依照實(shí)際情況精確巡查，快速前往事故區(qū)域查找故障點(diǎn)，為電力行業(yè)的發(fā)展提供了有效保障。