新时代无人机电力巡检技术展望

新时代无人机电力巡检技术展望

丁畅

内蒙古电力（集团）有限责任公司航检分公司 内蒙古自治区呼和浩特市 010100 摘要：在改革开放的新时期，人们的生活质量在不断提高，对于电力的需求在不断加大，随着电力企业的进步，电力设施年巡检作业量日渐繁重，导致巡检人员线路排查工作强度大、安全系数低。尤其是对于雪山、戈壁这类险峻恶劣环境，无法进行精确排查。针对这一情况，通过对无人机电力巡检技术的研究分析，应用红外热像技术实现无人机精细扫描，提高了软硬件设备资源利用率，在特殊任务等方面的作用明显。由此可见，无人机成为巡检人员视觉和动作的延伸，是电力巡检技术发展的主要方向。

        关键词：无人机;人工智能;电力巡检

        引言

        “十三五”期间，我国电网基础设施建设实现了高速发展，预计2020年输电线路总里程将达到159万km以上，并且将保持每年约5%的持续增长，这对电网的巡检、维护与保养提出了更高的要求。随着机巡业务的不断推进和发展，无人机作为输电线路巡视的重要手段之一，已开展常态化作业，国家电网公司和南方电网公司相关部门都在不断深化无人机班组建设，完善各类保障支撑体系，逐步形成“机巡检为主，人巡为辅”输电线路巡检新模式。然而，不断增加的输电设备数量与运维人员不足之间的矛盾日益突出，输电线路运检队伍面临总量缺员和结构性缺员并存的严峻局面。无人机巡检智能化程度不高，应用水平难以支撑输电运检发展要求。作为当今时代的主要特征，席卷全球的信息技术革命正在向集成化、泛在化、智能化方向演进，成为社会变革的主要推动力。在这一过程中，云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等诸多新思想、新概念、新方法、新技术纷涌而出，新一代信息技术正逐渐成为智能电网的强大引擎，同时极大推动了无人机技术的创新和发展。

        1无人机巡检技术

        无人机巡检是将可见光红外热像仪、遥感设备及数码相机等设备搭载在无人机内部，实现对输电线路巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、任务搭载系统及综合保障系统三部分构成。其中，无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站及通信系统构成，向无人机发布遥控指令完成飞行任务；任务搭载系统主要完成信息采集、记录和检测等功能，主要由光电吊舱、云台及地面控制装置等构成；综合保障系统主要是无人机的工作站设备，包括供电设备、动力设备及储运车辆等。与传统的人工巡检相比，无人机巡检技术具有如下优点。第一，无人机可以垂直起飞和降落，不需要任何辅助设置，不需要铺设专门的跑到和机场，在野外可以随时起飞和降落，方便随时对线路进行巡视。第二，无人机飞行的精度比较高，可以根据巡检要求，随时调整无人机的角度，可以让无人机进行前飞、后飞及侧飞等各种飞行模式，从而全方位对线路进行检查。一旦发现问题，无人机可以及时将采集的数据信息发送到控制中心，便于控制中心对问题线路进行分析，并采取有效的措施，防止故障的发生。无人机巡检技术弥补了人工巡检在复杂地形巡视不足。第三，无人机具有智能控制技术，可以根据巡检的要求，调整无人机的飞行高度、飞机飞行的方向和航线，具有较强的容错性能，适应野外负责的飞行任务。第四，无人具有一定的空间，可以在无人机内部搭载红外热像仪、高清摄像头等设备。红外线成像仪可以监测输电线路的温度，如果输电线路的温度存在异常情况，可以及时发现并分析问题的原因，并及时处理。高清摄像头可以拍摄选检线路的电力设备运行情况，并将拍摄的视频和图片发送到数据中心，便于数据中心对视频、图像进行分析。 2新时代无人机电力巡检技术展望

        2.1人工智能加速电力巡检创新发展

        新一轮科技革命和产业变革正在萌发，大数据的形成、理论算法的革新、计算能力的提升及网络设施的演进驱动人工智能发展进入新阶段，智能化成为技术和产业发展的重要方向。2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，12月14日，工业和信息化部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018－2020年)》，将人工智能上升到国家战略高度。网联无人机与新一代人工智能技术的深度融合，推动无人机电力巡检进入智能化的新阶段。无人机电网巡检技术的发展目前已经越过了人工操作阶段，进入了自动化巡检阶段，实现了基于手动示教/三维航线规划等预编程方式的无人机自动驾驶，以及电力设备部分典型缺陷隐患辅助分析。随着人工智能的不断发展，将驱动无人机电力巡检向由自动化向智能化跨越式发展。一方面，推动电力巡检设备的智能化和作业自主化，另一方面，有效提升机巡大数据智能化处理水平，开创无人机电力巡检新局面。

        2.2红外热像技术

        考虑到电力设备的结构和材料通常受温度影响较大，无人机电力巡检技术精细扫描采用电力无人机巡检中的热成像技术。在正常运行时，电力设备就会产生一定的热度，但随着电力设备的老化或由某些接触点生锈、接触不良引起电阻增大，电流过大，电压异常等，设备会产生发热异常现象。因此，检测温度能很好地了解电力设备的运行状态，帮助巡检人员及时排查缺陷。红外热成像技术具有远距离、不接触、不取样、不触体等特点，在监测和排查电力设备时无须直接触碰，能够有效避免事故发生。同时，由于不需要与被测物接触，红外热像仪可在电力设备带电时进行检测工作，使成本降低。热成像技术成像直观，易于发现异常。通过对温度的精准感知，红外热成像可以直观显示出温度异常处，便于发现故障及隐患，从而完成精细扫描。与此同时，热成像技术不受电磁干扰。高压线、变电站附近通常有较大的磁场干扰，而红外热像仪的工作波段与电磁频谱相隔甚远，即使在强电磁场的场所使用也不会受到干扰，能得到稳定、可靠的热成像。

        2.35G无人机的电力巡检功能

        5G无人机在电力巡检的过程中，会在地面基站的指引下，沿着事先规定好的输电线路进行有序的飞行，并保持与输电线路之间的安全距离。当无人机到达设备的周边时，能够在特定的位置停留，并选取最佳角度进行图像拍摄并进行有效处理。为保证采集图像的完整性，工作人员应该定期对采集设备和被检测设备进行性能调试，包括对无人机的减震云台和航向的调整。目前，随着电力系统越来越复杂，电力设备越来越多，5G无人机的电力巡检任务也越来越繁重。为实现电力系统的安全运行，供电公司应该建立健全相应的处理机制，例如工作人员要及时对附属设备以及线路进行集中优化，确保5G无人机的电力巡检工作能够顺利进行。此外，针对5G无人机不同的电力巡检任务，供电公司要建立相应的处理机制，确保电力系统的运行状况符合行业标准，从而减少资源的浪费。工作人员可以通过以下方式保证巡检工作的顺利进行。首先，正常巡检，即工作人员要按照常规的方法、定期进行精细化巡检工作；其次，故障巡检，即工作人员要快速查找出故障点。

        结语

        综上所述，近年来，随着社会的进步和科技的发展，人们对电量需求日益增大，因此，人们越来越关注电力系统的运行状况，因此，越来越多的供电公司引进了先进的5G无人机技术进行电力巡检工作，不仅能够保证电力系统的安全运行，还为人们用电提供了安全保证和质量保障。因此，本文主要介绍了5G技术和无人机的基本含义和优点，并论述5G无人机在电力巡检方面的优势、不足以及发展前景，及时发现和解决电力系统中发现的障碍，防止发生空中交通事故，确保电力系统的安全平稳运行。

        参考文献

        ［1］涂洁，冯智慧，梁文勇，等．小型无人机在电力线路巡检中的应用分析［J］．电气时代，2016(11):75－77．