电网中配电线路巡检工作中无人机的运用

电网中配电线路巡检工作中无人机的运用

樊晋宏

广西电网有限责任公司钦州浦北供电局 广西 钦州 535000

摘要：电力设施成为保障各行业运行的关键要素，随着时代不断发展，电网建设规模增大。在此基础上，电力基础设施增多，配电线路变得更加繁琐，使得配电线巡检难度提升。尽管人工巡检力度已经在不断满足电力事业发展，但是人工依旧难以满足电力行业需求。无人机巡检模式，代替人工巡检，以更智能化、自动化的方式巡检，提升配电网巡检效率和质量，保障巡检的全面性与可靠性。

关键词：配电线路；巡检工作；无人机；有效运用

1 巡检内容

无人机巡检技术在对电网巡检时，需要技术人员设定远程航线，确保无人机能够通过设定好的程序，配备高精度摄像机和传感设备，对配电工程中的输电线路检测，提高巡检效率。配电路无人机巡检技术，与人工技术相比较，不仅有着安全性高、操作便捷等优势。无人机能够穿越复杂地形，检测人工无法检测的死角，搭载摄像机的基础上，有着广阔的视野。当前国内的线路巡检工作，已经逐步使用无人机巡检，采用人机协同的巡检模式，降低人工巡检工作量，日后无人机有望代替人工巡检，成为配电网巡检的重要技术，消除传统巡检存在的问题，在电力系统运维中占据主要地位。

2 无人机巡检的优势

2.1 巡检效率更高

如果利用无人机对电路进行巡检将会大大提高巡检的效率。因为在传统的巡检过程中主要采用人工巡检。人工巡检主要在路上进行，然而人工的步行速度很慢，其巡检效率极低。如果采用无人机进行巡检，其巡检过程主要在空中进行，无人机的飞行速度很快，其巡检效率大大高于人工巡检。如果采用人工巡检，工作人员需要定时检查电气设备，遇见异样设备需要对其采取相应的措施进行修复。然而无人机巡检不需要定期排查，只需要提取重点部位的照片。这两大方面决定了无人机巡检比人工巡检的效率高很多。

2.2 巡检质量更优

人工巡检需要巡检人员具备优良的巡检经验，如果巡检人员不具备相应的经验，会影响巡检的准确性；无人机巡检通常使用专业的摄像设备进行高空作业、捕捉高清画面，有利于对信息的提取，可以提高巡检的精准性，减少了错误和漏判情况的出现，尤其在反馈和识别重要部位时，能够及时发现问题并采取措施。因此，利用无人机巡检对画面的精准捕捉能够提高巡检质量。

3 配电线路无人机巡检技术的应用现状

近年来，随着电力系统规模不断扩大和复杂程度日益提高，传统人工巡检方式已经无法满足电网安全运行需求。因此，利用新技术手段对配电线路进行定期、全面检查成为了当前亟待解决的问题之一。目前，针对配电线路巡检主要采用以下几种方法：红外热成像法、超声波测距法、激光雷达扫描法等。其中，无人机巡检作为一种新兴技术手段备受关注。与传统人工巡检相比，无人机能够在高空飞行中实现对线路设备的高清晰度拍摄，有效提升了巡检效率及准确率；同时，由于其灵活性强，能够及时发现并排除各类隐患故障，保障电网稳定可靠运行。国外方面，美国、加拿大等国家早在上世纪九十年代就开始尝试使用无人机开展输电线路巡检工作。国内方面，自“十二五”以来，我国逐步加大了对无人机产业的扶持力度，推动了无人机研发制造水平快速提升。截至目前，国内多个企业已推出了具有自主知识产权的无人机产品，广泛用于农业植保、环境监测、物流配送等诸多领域。与此同时，各地政府部门也积极响应国家号召，加强了对无人机巡线技术的探索和实践，无人机巡检技术凭借其高效、精准、便捷等优势，有望在未来得到更加广泛的应用。

4 电网中配电线路巡检工作中无人机的运用

4.1 无人机关键技术

无人机巡检过程中，应用到较多的关键技术。目的在于增强巡视效果，保证电网设备稳定运行。长时间的巡检工作中，需要保证无人机飞行质量，为巡检提供有力支撑。无人机采用飞行控制技术，配电网架空线距离地面有一定高度，且架设的沿线较长，至少在20km以上。这也对无人机的远程巡视提出要求，无人机使用过程中，需要优化其跟踪功能，结合GIS功能呢过，保证巡检自动化。此外，无人机还采用了稳定飞行技术，能够以平稳的状态拍摄影像，即便是旋转等镜头都能保证拍摄质量，不会出现抖动现象，为设备故障查询检修提供可靠保障。无人机携带的摄像头，属于红外热成像设备，能够提升拍摄分辨率，保证巡检质量。无人机还具备快速对焦，通过对电网线路杆塔自动识别跟踪，对周围环境分析评估，及时发现设备运行可能存在的隐患。通过对配线电路评估预测，分析可能造成安全风险的因素。基于设备健康度、应用状态等，结合气温、风速等要素进行风险评估管控，按照Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级分类，制定不同类别的解决对策，保证配电网稳定运行。

4.2 应用平台搭建

飞行器是整个系统最重要的部分之一，其性能直接影响到后续数据处理和分析结果的准确性。针对不同型号或不同材质的线路，我们还特别配置了相应的专用传感器，如应变计、加速度计等，以实现对线路状态的精确感知与测量。此外，地面控制中心也是整个系统不可缺少的一部分，它负责接收来自飞行器发送的实时数据，并通过数据传输模块将数据传回后台服务器进行进一步处理和分析。总的来说，我们所设计的配电线路无人机巡检系统硬件平台具备了良好的机动性、灵活性和适应性，能够有效地应对各种复杂环境下的巡检任务。因此，在选择飞行器材料时，我们选用了碳纤维复合材料作为机身主体结构，并对其进行了精密加工处理以确保表面光滑无瑕疵。同时，为了提高飞行器的载重能力，我们采用了双电池供电方案，并在机身内部设置了多个储物空间以便设备存放。此外，考虑到实际巡检过程中所面临的复杂环境条件，如风速、湿度等因素，我们还特别加强了飞行器的防水性能，使之能够适应各种恶劣天气条件下的巡检工作。

4.3 输配电线路图像视频数据获取

由于输配电线路的结构较为复杂，为此，需对其进行初步的图像获取操作，利用紫外相机拍摄线路图像，根据其两翼载荷系统的两轴增稳云台以及双通道图像紫外检测仪对图像进行进一步的获取，采用相机内部机械结构与编码器之间的紧密配合系统对图像分解，同时安装陀螺数据敏感装置，以此来稳定多旋翼无人机的飞行系统，以保证拍摄图像的清晰度，进一步稳定输配电线路的输电回路，使云台在摇摆及振动的状态下依旧保持自身稳定，进而输出稳定清晰的线路图像。将云台控制器外部的接口与内部系统接口相连接，并经过飞行控制系统进行传送交流，同时保证对数据的安全接收，利用对陀螺信息的采集进一步提升对电机位置的闭环增稳控制，准确采集电晕放电现象信息，同时对紫外可见影像进行成像收集，将经过系统处理后的成像与可见光分析图像进行叠加操作，明确线路图像的精准位置，加大对电晕电路的强度处理，提高对电力设备的状态检测力度，保证输配电线路的自身安全性，利用双通道紫外成像设备加强监管操作，稳定紫外相机拍摄路径，同时加强对紫外相机零件选型的管理力度，在达到轻量化设计的基础上提升传感器配置标准。

5 结束语

综上所述，应用配电线路无人机巡检技术能够精确确定杆塔和线路故障，不仅视角更加广阔，而且效率比人工巡检高数倍。在配电线路中广泛应用无人机巡检技术能够大幅度提高配电线路运维管理的实效性。需要根据配电线路运维管理的需求，促进无人机巡检技术的发展，使无人机巡检技术发挥最大价值。

参考文献：

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