李利占

摘 要：隨著近年來(lái)我國(guó)工業(yè)化和城市化發(fā)展的不斷加快，對(duì)于電力的需求也在不斷的增加。電力需求增加的同時(shí)也推動(dòng)了高壓輸電線(xiàn)路數(shù)量的不斷增加。在高壓輸電線(xiàn)路增加的情況下，需要及時(shí)的改變電力線(xiàn)路的檢測(cè)方式，如果仍然采用的是傳統(tǒng)的人工檢測(cè)方法，那么其效率相對(duì)來(lái)說(shuō)就比較的低下，而且還可能會(huì)出現(xiàn)一些技術(shù)性的失誤。在這種背景下，無(wú)人機(jī)電力巡檢技術(shù)逐漸的被廣泛的運(yùn)用到高壓輸電線(xiàn)路巡檢當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線(xiàn)路;無(wú)人機(jī);電力巡檢技術(shù)

引言

無(wú)人機(jī)屬于電力線(xiàn)路安全巡檢新型技術(shù)，這種新興的自動(dòng)化航測(cè)設(shè)備靈敏度高、操作簡(jiǎn)便，同時(shí)能夠克服巡檢作業(yè)區(qū)域較為復(fù)雜帶來(lái)的阻礙。通過(guò)敏感的遙感技術(shù)，利用無(wú)人機(jī)對(duì)相關(guān)巡檢設(shè)備進(jìn)行搭載，可對(duì)電力線(xiàn)路的安全巡檢過(guò)程進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)獲取，保證將操作人員的安全危險(xiǎn)系數(shù)降到最低。

1無(wú)人機(jī)電力巡檢技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)電力巡檢作為一種新的方式，使用可見(jiàn)光紅外熱像儀、遙感設(shè)備及數(shù)據(jù)相機(jī)等設(shè)備，能對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行巡視檢查。該方式在當(dāng)前的電力線(xiàn)路巡檢中應(yīng)用逐漸普及，在系統(tǒng)中包括以下部分，分別為能夠容納系統(tǒng)操作員的GCS，操作人員以及天線(xiàn)系統(tǒng)的接口，還有運(yùn)載有效載荷的多旋翼以及飛機(jī)與GCS之間的通訊系統(tǒng)，能夠向飛行器發(fā)送控制輸入并將信息有效載荷以及其他的數(shù)據(jù)返回到GCS。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是能用于電力巡檢的UAS系統(tǒng)架構(gòu)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)包括了飛行控制系統(tǒng)、有效載荷，可發(fā)揮出檢測(cè)的作用。其中多旋翼無(wú)人機(jī)中有飛行控制系統(tǒng)、有效載荷，飛行控制系統(tǒng)能進(jìn)行任務(wù)管理及信號(hào)融合，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的飛行;有效載荷中包括了視頻發(fā)射器及攝像機(jī)。

2高壓輸電線(xiàn)路的無(wú)人機(jī)電力巡檢技術(shù)

2.1無(wú)人機(jī)智能聯(lián)動(dòng)技術(shù)

無(wú)人機(jī)智能聯(lián)動(dòng)是指無(wú)人機(jī)與桿塔上圖像監(jiān)測(cè)裝置結(jié)合，當(dāng)圖像監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到有問(wèn)題時(shí)，通過(guò)平臺(tái)間數(shù)據(jù)共享觸發(fā)智能聯(lián)動(dòng)機(jī)制，控制無(wú)人機(jī)自動(dòng)進(jìn)行清障、喊話(huà)等操作，保障輸電線(xiàn)路運(yùn)行安全。當(dāng)無(wú)人機(jī)巡檢平臺(tái)接到可視化平臺(tái)推送的通道異物告警后，巡檢平臺(tái)將異物位置信息發(fā)送到無(wú)人機(jī)，同時(shí)給無(wú)人機(jī)發(fā)送清障指令，無(wú)人機(jī)接到指令后自動(dòng)更換搭載設(shè)備，搭載激光清障器和高清攝像頭，利用5G通信高帶寬、低延時(shí)、高精度的特點(diǎn)，準(zhǔn)確到達(dá)異物位置，并鎖定異物，高能激光束射到目標(biāo)異物，通過(guò)光熱作用將架空線(xiàn)路上的漂浮型異物部位吸收激光導(dǎo)致局部溫度急劇升高后熔化或氣化，從而掉落。同理，當(dāng)輸電線(xiàn)路下方出現(xiàn)未經(jīng)批準(zhǔn)的非法施工或經(jīng)過(guò)超高車(chē)輛后，無(wú)人機(jī)接到指令后自動(dòng)更換搭載設(shè)備，搭載喊話(huà)裝置和高清攝像頭，快速到達(dá)指定位置，對(duì)下方施工人員或車(chē)輛司機(jī)進(jìn)行喊話(huà)，勒令其停止施工或駛離，并進(jìn)行錄像保存證據(jù)，并將視頻實(shí)時(shí)回傳至無(wú)人機(jī)巡檢平臺(tái)，運(yùn)維人員可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻進(jìn)行備案和責(zé)任追尋。

2.2精準(zhǔn)掃描技術(shù)

在整個(gè)高壓輸電線(xiàn)路的運(yùn)行系統(tǒng)當(dāng)中，不僅存在一些容易觀察到的設(shè)備，同時(shí)也存在著許多微小不易觀察到的設(shè)備。因此，對(duì)于無(wú)人機(jī)的巡檢當(dāng)中要用精準(zhǔn)的掃描儀確保這些微小的設(shè)備都能夠得到觀測(cè)和分析。因此，如果想要使無(wú)人機(jī)巡檢在高壓線(xiàn)路當(dāng)中得到更精確的結(jié)果，不僅需要使大范圍的設(shè)備都能夠得到檢測(cè)，同時(shí)也要保證一些微小的設(shè)備得到掃描分析。在進(jìn)行大范圍的設(shè)備檢測(cè)時(shí)可以使用無(wú)人機(jī)的弧垂檢測(cè)技術(shù)，弧垂測(cè)量技術(shù)是一種基于無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行線(xiàn)路的弧垂高度測(cè)量的檢測(cè)系統(tǒng)方式，整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)主要由，數(shù)碼相機(jī)，微波發(fā)射器，微波接收器，地面控制中心，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)等等組成。在進(jìn)行無(wú)人機(jī)巡檢的時(shí)候，將數(shù)碼相機(jī)和發(fā)射器安裝到無(wú)人機(jī)的旋翼當(dāng)中，并且將這些相機(jī)發(fā)射器等等與無(wú)人機(jī)的控制面板相聯(lián)系，與地面的計(jì)算機(jī)操作控制系統(tǒng)總部相結(jié)合。在地面的控制中心又與無(wú)人機(jī)上的微波器相聯(lián)系，這種測(cè)量方式在無(wú)人機(jī)的巡檢當(dāng)中具有很高效的運(yùn)行效率，而且在節(jié)約時(shí)間的同時(shí)也保證了測(cè)量結(jié)果的正確性。在進(jìn)行微小的設(shè)備掃描當(dāng)中，可以采取智能模式與人工模式相結(jié)合的方法，將目標(biāo)設(shè)備的相關(guān)信息提前錄入到無(wú)人機(jī)的電子信息系統(tǒng)當(dāng)中。這樣就可以在很大程度上減少人工操作中所產(chǎn)生的一些事故，更加精確的獲得設(shè)備的信息和圖片掃描結(jié)果。這種模式不僅保證了高壓輸電線(xiàn)路巡檢的準(zhǔn)確性，也使得工作人員的壓力得到了減緩。

2.3無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)

無(wú)人機(jī)遙控測(cè)量功能、信息傳遞功能以及跟蹤定位服務(wù)功能，三種功能的全面發(fā)揮離不開(kāi)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的輔助。為了讓無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的作用全面發(fā)揮，在對(duì)無(wú)人機(jī)的遙控測(cè)量工作進(jìn)行組織落實(shí)時(shí)，應(yīng)對(duì)幾方面進(jìn)行重視：首先，測(cè)量無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)，保證無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中路線(xiàn)精確、過(guò)程穩(wěn)定;其次，精確測(cè)量無(wú)人機(jī)設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)背后的價(jià)值被更深入的開(kāi)發(fā)。還可借助無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)以及巡檢技術(shù)對(duì)正在運(yùn)行采集信息的無(wú)人機(jī)飛行狀態(tài)進(jìn)行獲取，并通過(guò)地面設(shè)備對(duì)其進(jìn)行控制，無(wú)人機(jī)上裝載的任務(wù)荷載傳感器在信息傳輸過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用，能夠讓地面系統(tǒng)對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行跟蹤定位，同時(shí)新建技術(shù)人員還可及時(shí)了解到無(wú)人機(jī)當(dāng)前的位置以及任務(wù)的完成效果。如發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定的情況可及時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行糾正，無(wú)人機(jī)的巡檢技術(shù)由多個(gè)系統(tǒng)或技術(shù)終端組合而成。同時(shí)也橫跨了圖像識(shí)別、電子通信以及影像采集等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，構(gòu)建出一個(gè)完善科學(xué)的無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)，能夠讓巡檢工作的勞動(dòng)強(qiáng)度得到有效降低，同時(shí)大幅縮減巡檢資金與時(shí)間成本保證有效提升巡檢工作的落實(shí)效率。需注意的是，無(wú)人機(jī)電力線(xiàn)路安全巡檢系統(tǒng)以及關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用與革新，還直接促進(jìn)了航測(cè)技術(shù)與電力技術(shù)的快速發(fā)展。

2.4無(wú)人機(jī)續(xù)航技術(shù)

無(wú)人機(jī)續(xù)航能力不足是輸電線(xiàn)路無(wú)人機(jī)智能巡檢技術(shù)中存在的另一關(guān)鍵問(wèn)題，已嚴(yán)重制約了輸電線(xiàn)路巡檢的效率。目前，無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間通常為30min左右。為解決無(wú)人機(jī)的續(xù)航問(wèn)題，部分地區(qū)已開(kāi)始采用了設(shè)置無(wú)人機(jī)機(jī)巢的方法。無(wú)人機(jī)機(jī)巢主要有巡檢車(chē)改裝而成的移動(dòng)式機(jī)巢和固定于桿塔頂部的固定式機(jī)巢。其中，移動(dòng)式機(jī)巢可在一定程度上提高無(wú)人機(jī)巡檢的續(xù)航時(shí)間，但并不適應(yīng)無(wú)人機(jī)自主巡航的發(fā)展趨勢(shì)，并且人工、維護(hù)等成本較高;而固定式機(jī)巢僅需少量的人工干預(yù)，更加契合無(wú)人機(jī)自主巡檢的要求，因而具有較好的應(yīng)用前景。然而，如何將固定式機(jī)巢完備地融合于輸電線(xiàn)路無(wú)人機(jī)智能巡檢技術(shù)中，還有諸多技術(shù)難點(diǎn)需要攻克。此外，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)充能是一種更加理想的解決方案。通常這種方式，可直接提高無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力，但也存在著一些需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。例如，供能端如何獲取能量問(wèn)題、供能的穩(wěn)定性如何保證問(wèn)題、供能存在的其他風(fēng)險(xiǎn)如何避免問(wèn)題等。利用輸電線(xiàn)路電磁場(chǎng)為無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)充能也是一種潛在方案，但目前還處于探索階段。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，這對(duì)于高壓輸電線(xiàn)路的巡檢當(dāng)中無(wú)人機(jī)的存在是一個(gè)非常有優(yōu)勢(shì)的存在，它含有許多現(xiàn)代的高科技因素，更加的具有科技化、智能化。因此，我們可以積極的普及無(wú)人機(jī)巡檢技術(shù)在高壓輸電線(xiàn)路中的應(yīng)用，但就目前的發(fā)展情況而言，但還存在著一些問(wèn)題需要我們進(jìn)行一些探索和解決。

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