无人机在供电线路故障检测中的应用

无人机在供电线路故障检测中的应用

孙 兵

国网冀北承德供电公司 河北省 067000

摘要：随着国民经济的快速发展，无论是在生活中还是在工作中人们都对电力系统有了更高的要求，电力行业随之也得到了飞速发展。在进行电网的发展时，不仅需要考虑到供电的质量也需要考虑到供电的安全性。传统的管理手段无法满足人们对电力系统现阶段的需求，电力系统未来的发展将会是配电自动化以及智能电网的时代。供电网的故障检测在电力系统中占有重要作用，电力企业在对供电线路故障的检测和解决措施方面进行了深入的研究，力求为电力系统的安全运行提供可靠的保障。

关键词：无人机；供电线路故障检测；应用

1无人机电力线路安全巡检的含义与任务

无人机属于电力线路安全巡检新型技术，这种新兴的自动化航测设备灵敏度高、操作简便，同时能够克服巡检作业区域较为复杂带来的阻碍。通过敏感的遥感技术，利用无人机对相关巡检设备进行搭载，可对电力线路的安全巡检过程进行精确的数据获取，保证将操作人员的安全危险系数降到最低。与此同时，可帮助技术操作人员频繁反复地对电力线路的运行安全进行有效维护，配合使用无人机对电力线路的安全巡检操作进行组织落实时，无人机首先要对巡检区域的复杂地形条件进行数据采集，同时采用多批次无人机平台飞行试验的方式，确保电力线路系统的性能符合优良要求。为了让数据获取得更为全面，技术操作人员还可反复多次地开展无人机平台飞行试验操作，与此同时，利用无人机影像与遥感数据处理平台对获取到的相关信息进行精确分析与结果预判。通常情况下，架空电力线路在电网系统运作过程中扮演着十分重要的角色，不仅能够保证大功率的电流稳定通过线路传送到用电用户家中，还可有效降低电能运输过程中所出现的电能消耗。但为了让电能覆盖的区域更广，架空电力线路区域覆盖范围、地形地势、水文气候等自然环境可能较为复杂通常情况下，采用人工巡线的方式不仅会耗费大量的人力、物力，占用的时间也较多，同时基层操作人员还可能在巡检过程中受到较大的安全威胁，整个作业过程较为危险，安全事故发生概率较高。与此同时，复杂的地形气候条件也可能会给工作人员带来较大的劳动强度，总之采用人工方式开展电力线路巡检工作效率较低。伴随无人机技术在电力线路巡检工作中的应用，以上问题全部得到有效克服，无人机技术还能够让整个电力线路的巡检过程更加安全高效，可有效摆脱环境因素的影响与限制。

2无人机在供电线路故障检测中的应用

2.1适用于传输线的全方位检查

在供电线路检查中，无人机具有很大的应用优势。高性能无人机的硬件包括地面站和漂浮在无人机空中部分的两个组件。可以配备可见光摄像头，该可见光摄像头可以在各个方向拍摄电力传输线，并通过系统的模拟信号传输和无线通信模块将捕获的图像转换为视频。通过专业软件，检查人员可以实时查看无人机捕获的图像，并根据无人机捕获的图像判断传输线的运行状态。此外，面对特殊的线路检查要求，检查人员可以使用遥控器控制无人机，从而使无人机避开障碍物并更快地找到故障位置。此外，还可以灵活地调整安装在无人机上的可见光摄像机的焦距。检查人员可以通过遥控器调整无人机的焦距，使目标位置更清晰。检查完成后，被捕获的巡逻图像将保存在计算机上。无人机采用多功能转换头进行供电线路检查，可以通过更换人员有效地完成检查，显著降低了检查人员的工作强度，有效规避了安全隐患。

2.2适用于清除传输线上的异物

无人机在去除传输线中的异物方面发挥了重要作用，当使用无人机去除传输线中的异物时，传统的方法是将两个激光携带到无人机的空中，坡度管模块通过聚光效果燃烧异物。考虑到从激光二极管模块发射的激光是平行的，需要使用凸透镜聚焦光，并且需要使光散焦。在准确燃烧异物的过程中，检查人员必须确保无人机与周围的充电设备保持一定距离，并且异物会在风的作用下晃动，这种使用无人机去除异物的方法较困难，并且去除异物的效率低，需要改进。将电动水平仪、激光模块和控制模块安装在多旋翼无人机上，检查人员可以通过云台摄像机观察异物的位置，可以对无人机进行调整，使激光模块的焦点对准异物的位置，接着检查人员可以使用GPRS远程控制继电器打开激光模块的电源，该模块可以快速燃烧异物，并快速去除传输线中的异物。

2.3适用于检测传输线错误

无人机在供电线路故障的检测中起着重要的作用，无人机主要有三种检查方法。第一，通过雷达检测错误；第二，通过视频检测错误；第三，使用红外检测错误。雷达检测可以提高对传输线的定量测量精度，雷达测距装置可以准确地测量传输线与周围障碍物之间的距离，为维护和安装提供参考。在目视检查中，检查人员可以通过安装在无人机上的摄像机拍摄传输线，并通过通信模块将航拍照片或视频传输到地面站的计算机。检查人员可以借助专业软件分析传输线的实时运行。红外线检测技术利用红外线帮助检查人员进行图像分析，适用于肉眼无法识别的线缺陷检查，在线金属缺陷检测中具有很高的应用价值。当使用无人机设备检查传输线时，必须在操作过程中做好准备，以检查操作效果并有效地发挥无人机的作用。必须确定合适的起降地点，避开市中心、铁路和矿区等复杂区域，与人保持一定距离。无人机飞行时，会受到高大的建筑物、树木的影响，因此需要注意起飞高度的调整。为此，有必要在起飞前在检查区域中测量较高的障碍物高度，并将无人机设备的高度控制在障碍物上方2.5～5m的高度。为了确保无人机设备操作的合理性，检验人员应阅读设备操作手册，牢记相关参数，并在操作前掌握操作技能。在进行无人机检查之前，还应进行设备校准，需要注意和控制的主要参数是无人机设备的飞行高度、返航点和电池警报。其中，飞行高度一般设置为120m，智能飞行系统最多可控制50m。（1）无人机设备接近航迹检查措施。通过使无人机设备接近传输线进行检查来操作设备时，通常使用两种飞行方法。一是固定高度飞行方法。使用这种方法时，应先选择合适的起飞点和着陆点，无人机必须准确定位起飞点并设置起飞高度。接着，需检查设备的起飞路径，然后执行检查和悬停摄影。使用这种接线检查方法，所有操作参数都是固定值，可以显著减少操作错误。二是对角线飞行方法。这种路线选择方法能准确地找到无人机设备，直接从车站起飞，对角飞行，然后逐渐接近检查路线。这种空中飞行模式在用于加快检查速度时可以快速接近被检查的对象，但由于左手和右手必须同时操作，增加了检查的难度，可能会导致操作错误。（2）无人机检查航线规划。在使用无人机设备检查之前，有必要规划路线。常见路径包括三角形路径和直线路径。其中，三角路径更适合无人机设备起飞地点的水平输出线，且齿轮距离较大，使无人机设备难以进入传输线的保护区域，且不会影响飞行。但是，如果将这些路线计划方法用于实际生产线检查工作，则会增加设备控制的难度。对此，操作员必须精通设备控制技术，并能够作出准确的判断和调整。与三角航线不同，直线航线更适用于起飞区域平坦且俯仰相对较小的航线。如果使用无人机设备拍摄，则路线必须平整。

3结语

总体而言，在供电线路检查工作中，无人飞行器具有很大的应用优势，有效地代替了人力，能进行高效、准确的检查工作，显著降低了检查人员的工作强度，有效减少了输电线故障。准确、快速的调查减少了人力、物力的投入，有效地保证了供电线路检查工作的安全，极大地促进了电力领域的技术创新。

参考文献

[1]邵瑰玮，刘壮，付晶，等.架空输电线路无人机巡检技术研究进展[J].高电压技术，2020（1）：14-22.

[2]刘智勇，赵晓丹，祁宏昌，等.新时代无人机电力巡检技术展望[J].南方能源建设，2019（4）：1-5.