论文部分内容阅读
摘要：随着近年来无人机产业的快速发展，无人机凭借着它高机动性、便于携带、环境适应性强等优点，无人机逐步运用于各行各业。无人机给我们日常生活带来了诸多便利，而在电力巡检方面，应用无人机技术有较好的优势。本文研究了高压输电线路的无人机电力巡检技术，为同行工作着带来参考。
关键词：高压;输电线路;无人机;巡检
1无人机电力巡检技术概述
1.1无人机技术
无人机是指无人驾驶飞行器，是兼具快速光谱照相功能、红外感应功能以及故障监控功能等多种功能为一体，能够实时监控一些较为复杂或危险的区域并进行拍照，计算机端能够接收照片，便于操纵者及时掌控施工环境，并制定合理的施工方案。无人机的特点在于智能、遥控、高空，是高度机电一体化的产品。在管理范围大且受自然环境影响较大的工程来说具有明显的优势，能够有效控制企业施工成本，从人力、物力、财力等各方面实现成本节约。目前，军事领域已充分运用无人机技术，经济领域也已经开始使用无人机技术，电力巡检过程中也开始引入无人机技术，尤其是在高压输电线路巡检中的运用较多。
无人机施工要保障其准确性与安全性，需要庞大的系统支撑，在巡检过程中，需要使用到通信技术、数字监控、信息技术、红外遥感、GPS、GIS、遙控等多种技术，在这些先进的技术支撑下无人机才能够根据操纵命令完成检修等工作。其中最重要的是对设备状态进行监控，从而判断故障，并为维修人员制定详细的维修方案。
1.2高压输电线路巡检
高压输电线路巡检重点是故障检测，包括铁塔故障、支架故障以及一些附带设备故障等，有利于保持高压输电线路供电的可靠性，保持电路通畅。高压输电线路巡检的特点有巡检范围广且受到天气影响较大，在巡检过程中还存在较大的危险性。尤其是偏远山区的高压输电线路巡检工作十分艰巨，对巡检人员的体力要求很高。无人机的引入对于巡检人员来说十分便利的，其安全性與快捷性使电力巡检工作效率更高，且巡检结果更加精准，修检质量也更高。无人机还可以将这些巡检数据进行回传，有利于电力企业对电网进行更加全面的综合管理。
2目前无人机巡检模式及其改进措施
无人机巡检形式一般分为四种，一是通道监测，监测管道周围的工程以及具体出现的故障;二是精细扫描，对输电线路或者其他具体的目标进行精准扫描;三是故障排查，通过故障点巡查，对其损伤程度以及出现故障的具体原因进行分析;四是特殊任务，在自然灾害中调查输电线路受损情况，并通过检测设备辅助人类战胜自然灾害。通过通道检测结果、扫描结果以及监控对象状况决定巡检工作频次，故障排查与特殊任务是根据具体的特殊情况和故障展开的。
目前，无人机巡检还存在较多的问题，包括巡检手段单一、人工操作为主，无人机要不断进行调整，在接近目标之后再进行拍摄，因此，这种信息获取方式也存在一定的不足，首先，在人工操作下，操作者的无人机技术水平会直接影响无人机效果，操作不当容易出现电线擦挂，伤害线路，无人机工作存在较大的不确定性;其次，可见光光波是形成信息的主要方式，信息采集容易出现地理信息不完整，数据信息无法进行量化等情况，与实际巡检存在较大的差距;最后，在实际操作过程中，无人机获取到的图像等资料管理手段落后，导致所收集的信息无法在实际操作中发挥作用。针对这些问题，笔者认为可从三个方面进行解决，第一，使用无人机进行数据采集时可引入GIS技术并对摄像角度进行转动;第二，根据不同的巡检对象要涉及不同的GPS，使飞行器进行定向飞行，并形成正射影像，便于测量;第三，对数据库进行管理，分类存放所有的数据资料，便于企业能够快速查找数据，随时调用，便于展开工作。
3无人机电力巡检技术流程
3.1通道监测
通道检测主要是对围绕对象目标一定半径内进行检测，观察是否存在违规建筑或违规工程。高压电信通道是否存在严重污染或者排水防洪设施被损坏、铁路桥梁变形等情况。无人机检测拍摄的图像或视频往往难以满足电力企业的数据资料需求，也不能根据这些数据制定合理的解决方案。因此，无人机通道监测工作不仅是收集影像，同时还要制定相应的航飞数据，便于生成正射影像，有利于电力企业根据影像测量面积与距离等，便于检修人员判断通道内的真实情况，使故障处理效率得到提高。另外，无人机拍摄的所有数据也是落实具体责任的证据，有利于降低纠纷。
3.2管理与运用无人机巡检数据
无人机拍摄角度灵活且像素高，同时还能将相关数据进行储存。通过统一管理收集到的影像数据，使其应用效率得到有效提升。第一，使用GIS系统将无人机地理位置信息进行收集，使具体设备与其数据形成对照关系，便于后期确认故障点;第二，综合运用无人机拍照影像与具体设备以及地理位置信息等，获取具体的坐标信息，提高管理水平;第三，每一次无人机巡检收集到的数据要与前期的数据进行对比分析，确保整条电信以及整个电网的信息保持时效性，始终处于最新状态;第四，无人机获取到的历史资料要根据时间顺序进行储存，便于对电网发生故障的规章进行了解;第五，对杆塔数据进行判断，对其中存在的隐患进行分析，并确认具体位置、具体编号以及线路路径等，使杆塔管理水平得到提升。
3.3精细扫描
精细扫描的目的是保障整体线路安全，比如一些精细的小型设备，包括接地装置、绝缘子等，要得UI器状况进行确认就必须要经过充分的检查。精细扫面要将相关信息指标，包括地理位置、铁塔高度等在无人机系统中全部输入，时传统手工操作存在的一些弊端都能够充分解决，使图片收集与数据采集更加精细。要使无人机能够充分接近电线电网，还要充分结合智能与人工的操作方式。首先要使用GPS和GIS技术，使无人机能够飞到目标对象上方15米的位置，然后对云台角度精细人工调整，从而接近目标，最终根据具体的巡检任务采集相应的图片信息或视频信息等。这种智能结合人工的操作方式使巡检速度与巡检效率能够有效提升，同时也使无人机操作更加安全，缓解巡检人员的工作压力。
3.4故障排查与特殊任务
这两种模式的巡检工作是根据具体发生的故障与特殊任务而展开工作，与日常巡检存在较大的区别。线路巡检要求具有现实性与针对性作用，这两大要求使巡检工作存在较大的难度。在具体操作中，要采用智能操作结合人工操作的模式确定存在的缺陷，通过正射影像记录具有的环境信息，并进行数据在线传输，使选件人员能够第一时间掌握现场情况，便于巡检人员及时做出正确的检修方案。
4结语
在无人机巡检输电线路技术应用中，开始逐渐升级管控机制和管理措施，特别是针对高压输电线路故障点的分析和处理。利用架空线路高空巡检作业，能有效减少登塔高空作业项目，大大提升了项目的安全系数，减少不必要的人员损伤。另外，项目还在研发地面航模机操作无人机技术，真正实现智能化全景操作，确保全方位多角度的升级影像资料的清晰度，工作人员能准确地判断输电线路的实际运行结构，真正突出了无人机巡检输电线路项目成本低、维护费用低以及安全性能高的特点。在局部设备故障巡检过程中，利用无人机巡检输电线技术能实现人工巡检速度的提升，解决自然条件的局限问题。
参考文献：
[1]加鹤萍，张建成，杨启帆，等.一种新型电力巡线固定翼无人机[A].中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会三届三次会议暨2013年学术交流会论文集[C].2013.
[2]陶留海，王美霞，姚晓航，等.浅谈多旋翼无人机在输电线路带电作业中的应用[A].2015带电作业技术会议论文集[C].2015.
关键词：高压;输电线路;无人机;巡检
1无人机电力巡检技术概述
1.1无人机技术
无人机是指无人驾驶飞行器，是兼具快速光谱照相功能、红外感应功能以及故障监控功能等多种功能为一体，能够实时监控一些较为复杂或危险的区域并进行拍照，计算机端能够接收照片，便于操纵者及时掌控施工环境，并制定合理的施工方案。无人机的特点在于智能、遥控、高空，是高度机电一体化的产品。在管理范围大且受自然环境影响较大的工程来说具有明显的优势，能够有效控制企业施工成本，从人力、物力、财力等各方面实现成本节约。目前，军事领域已充分运用无人机技术，经济领域也已经开始使用无人机技术，电力巡检过程中也开始引入无人机技术，尤其是在高压输电线路巡检中的运用较多。
无人机施工要保障其准确性与安全性，需要庞大的系统支撑，在巡检过程中，需要使用到通信技术、数字监控、信息技术、红外遥感、GPS、GIS、遙控等多种技术，在这些先进的技术支撑下无人机才能够根据操纵命令完成检修等工作。其中最重要的是对设备状态进行监控，从而判断故障，并为维修人员制定详细的维修方案。
1.2高压输电线路巡检
高压输电线路巡检重点是故障检测，包括铁塔故障、支架故障以及一些附带设备故障等，有利于保持高压输电线路供电的可靠性，保持电路通畅。高压输电线路巡检的特点有巡检范围广且受到天气影响较大，在巡检过程中还存在较大的危险性。尤其是偏远山区的高压输电线路巡检工作十分艰巨，对巡检人员的体力要求很高。无人机的引入对于巡检人员来说十分便利的，其安全性與快捷性使电力巡检工作效率更高，且巡检结果更加精准，修检质量也更高。无人机还可以将这些巡检数据进行回传，有利于电力企业对电网进行更加全面的综合管理。
2目前无人机巡检模式及其改进措施
无人机巡检形式一般分为四种，一是通道监测，监测管道周围的工程以及具体出现的故障;二是精细扫描，对输电线路或者其他具体的目标进行精准扫描;三是故障排查，通过故障点巡查，对其损伤程度以及出现故障的具体原因进行分析;四是特殊任务，在自然灾害中调查输电线路受损情况，并通过检测设备辅助人类战胜自然灾害。通过通道检测结果、扫描结果以及监控对象状况决定巡检工作频次，故障排查与特殊任务是根据具体的特殊情况和故障展开的。
目前，无人机巡检还存在较多的问题，包括巡检手段单一、人工操作为主，无人机要不断进行调整，在接近目标之后再进行拍摄，因此，这种信息获取方式也存在一定的不足，首先，在人工操作下，操作者的无人机技术水平会直接影响无人机效果，操作不当容易出现电线擦挂，伤害线路，无人机工作存在较大的不确定性;其次，可见光光波是形成信息的主要方式，信息采集容易出现地理信息不完整，数据信息无法进行量化等情况，与实际巡检存在较大的差距;最后，在实际操作过程中，无人机获取到的图像等资料管理手段落后，导致所收集的信息无法在实际操作中发挥作用。针对这些问题，笔者认为可从三个方面进行解决，第一，使用无人机进行数据采集时可引入GIS技术并对摄像角度进行转动;第二，根据不同的巡检对象要涉及不同的GPS，使飞行器进行定向飞行，并形成正射影像，便于测量;第三，对数据库进行管理，分类存放所有的数据资料，便于企业能够快速查找数据，随时调用，便于展开工作。
3无人机电力巡检技术流程
3.1通道监测
通道检测主要是对围绕对象目标一定半径内进行检测，观察是否存在违规建筑或违规工程。高压电信通道是否存在严重污染或者排水防洪设施被损坏、铁路桥梁变形等情况。无人机检测拍摄的图像或视频往往难以满足电力企业的数据资料需求，也不能根据这些数据制定合理的解决方案。因此，无人机通道监测工作不仅是收集影像，同时还要制定相应的航飞数据，便于生成正射影像，有利于电力企业根据影像测量面积与距离等，便于检修人员判断通道内的真实情况，使故障处理效率得到提高。另外，无人机拍摄的所有数据也是落实具体责任的证据，有利于降低纠纷。
3.2管理与运用无人机巡检数据
无人机拍摄角度灵活且像素高，同时还能将相关数据进行储存。通过统一管理收集到的影像数据，使其应用效率得到有效提升。第一，使用GIS系统将无人机地理位置信息进行收集，使具体设备与其数据形成对照关系，便于后期确认故障点;第二，综合运用无人机拍照影像与具体设备以及地理位置信息等，获取具体的坐标信息，提高管理水平;第三，每一次无人机巡检收集到的数据要与前期的数据进行对比分析，确保整条电信以及整个电网的信息保持时效性，始终处于最新状态;第四，无人机获取到的历史资料要根据时间顺序进行储存，便于对电网发生故障的规章进行了解;第五，对杆塔数据进行判断，对其中存在的隐患进行分析，并确认具体位置、具体编号以及线路路径等，使杆塔管理水平得到提升。
3.3精细扫描
精细扫描的目的是保障整体线路安全，比如一些精细的小型设备，包括接地装置、绝缘子等，要得UI器状况进行确认就必须要经过充分的检查。精细扫面要将相关信息指标，包括地理位置、铁塔高度等在无人机系统中全部输入，时传统手工操作存在的一些弊端都能够充分解决，使图片收集与数据采集更加精细。要使无人机能够充分接近电线电网，还要充分结合智能与人工的操作方式。首先要使用GPS和GIS技术，使无人机能够飞到目标对象上方15米的位置，然后对云台角度精细人工调整，从而接近目标，最终根据具体的巡检任务采集相应的图片信息或视频信息等。这种智能结合人工的操作方式使巡检速度与巡检效率能够有效提升，同时也使无人机操作更加安全，缓解巡检人员的工作压力。
3.4故障排查与特殊任务
这两种模式的巡检工作是根据具体发生的故障与特殊任务而展开工作，与日常巡检存在较大的区别。线路巡检要求具有现实性与针对性作用，这两大要求使巡检工作存在较大的难度。在具体操作中，要采用智能操作结合人工操作的模式确定存在的缺陷，通过正射影像记录具有的环境信息，并进行数据在线传输，使选件人员能够第一时间掌握现场情况，便于巡检人员及时做出正确的检修方案。
4结语
在无人机巡检输电线路技术应用中，开始逐渐升级管控机制和管理措施，特别是针对高压输电线路故障点的分析和处理。利用架空线路高空巡检作业，能有效减少登塔高空作业项目，大大提升了项目的安全系数，减少不必要的人员损伤。另外，项目还在研发地面航模机操作无人机技术，真正实现智能化全景操作，确保全方位多角度的升级影像资料的清晰度，工作人员能准确地判断输电线路的实际运行结构，真正突出了无人机巡检输电线路项目成本低、维护费用低以及安全性能高的特点。在局部设备故障巡检过程中，利用无人机巡检输电线技术能实现人工巡检速度的提升，解决自然条件的局限问题。
参考文献：
[1]加鹤萍，张建成，杨启帆，等.一种新型电力巡线固定翼无人机[A].中国电机工程学会电力系统自动化专业委员会三届三次会议暨2013年学术交流会论文集[C].2013.
[2]陶留海，王美霞，姚晓航，等.浅谈多旋翼无人机在输电线路带电作业中的应用[A].2015带电作业技术会议论文集[C].2015.