無人機檢查技術與傳統人工檢查方法相結合

來源:投稿網 時間:2022-08-18 23:52:06

一，引言

近年來，無人機設備技術已應用于城市軌道交通、油田化工、建筑設計等行業，在供電服務行業，特別是架空傳輸線路中，也開始引進大量無人機技術設備檢查技能。自2001年以來，中國網絡集團一直在努力探索"直升機、無人機、人工檢查"到2016年，無人機飛行檢查已全面普及和應用。無人機空中檢查徹底改變了我國傳統架空輸電線路運維效率低下、管理人員技術匱乏的現狀，使檢查工作更加快捷，大大降低了工作人員的生活成本，為供電基礎建設增添了新的活力。

二、無人機在架空輸電線路中的應用概述

(一)架空輸電線路概述

在電力設備中，包括地下光纜線路和架空輸電線纜，架空輸電線纜采用架空絕緣線體和架空絕緣線架放在地面上的電力管道。與傳統地下水運輸電纜相比，架空傳輸線路具有施工周期短、施工成本低、維護方便等優點，構成了城市電力運輸的重要電力運輸形式。并定期對架空輸電線路進行維護檢查，有效避免線路故障，盡量減少相關事件的發生，確保系統正常順利工作。架空輸電線路的后期維護，特別是在檢查過程中，受地形等因素的影響，難以進行檢查管理。面對巨大的線路檢查工作，南京供電公司輸電部結構性缺人現象十分嚴重，人員缺口巨大。同時，由于日常人工檢查管理和服務質量，嚴重依賴于日常檢查人員的高度責任感，日常檢查管理的到位率無法提高。為解決檢查人數不足、檢查到位率降低的技術問題，南京供電公司輸電室自2014年起對無人機立體檢查進行了了無人機立體檢查。無人機檢查技術與傳統人工檢查方法相結合，有效解決了傳統人工檢查的技術問題，為輸電線路立體檢查提出了更有效的手段。無人機可以解決交通道路不便，在森林、丘陵、河網、污穢地區、超高桿塔等地區輸電線路經常出現盲區和技術問題，也可以發現人工地面檢查人員找不到技術問題，幫助提高檢查質量和效果，降低輸電線路運行維護成本，保護地面檢查人員的生命安全。此外，無人機還可以快速到達故障現場，第一時間感知現場故障情況，準確定位故障現場，為事故搶修和重大保電工作提供科技保障。

(二)無人機技術概述

無人機設備是指在飛機運行過程中不需要駕駛員在機艙內完成駕駛任務的飛機，主要采用遙控或自動駕駛技術完成相應任務，一般包括遙控直升機設備和四旋翼以上無人機飛行設備，通常用于交通巡邏無人機設備，主要指小型無人直升機。為了實現上海國家電網架空線路的綜合檢查任務，無人機采用了配備高速像素模塊、紅紫外圖像傳感器模塊、特高頻傳感器等綜合檢查模塊技術特點的設備，實現了配電網架空輸電線路化。

3、架空輸電線路檢查中無人機分析

(1)無人機綜合巡檢平臺建設

為打造無人機綜合巡檢平臺，需要對架空輸電線路巡檢中使用的直升機進行選型。在上海嘉定某電力公司的線路檢查中，改變了以往使用軸距超過600米的大中型直升機，采用質量在1公斤以下的輕型無人機，在技術靈巧的同時滿足了上海架空輸電管道復雜、周邊空域狹窄的要求，以靈活多樣的檢查方式保證了檢查任務的順利完成。無人機結構的基本設計包括無人機外殼、無人機懸臂架構和無人機云平臺的架構設計。無人值守飛機外殼的設計要求無人值守飛機適應復雜多變的氣候環境和天氣環境下的正常駕駛和工作，并采用更好的流線型設計，降低飛機在運行過程中的摩擦阻力，從而降低發動機的能耗，保證飛機續航時間的滿足。電動多旋翼大型直升機采用傳統的無人機懸臂設計來調節速度和空氣力量，同時將更快的鎖定方法融入傳統的懸臂架構設計中，解決了傳統的懸臂高空抖動問題，改善了折疊結構，解決了飛機折疊時容易卡住的問題。無人機云平臺一般作為放置和定位相機等任務負荷的基本設備，需要進一步研究如何實現任務負荷，使用云平臺有效地將這些設備載入無人機，使無人機更小、模塊化、輕。在電動多旋翼無人駕駛飛機的設計中，設置了三軸穩定平臺，確保無人駕駛飛機在進行低空飛行等日常時能夠拍攝高清視頻圖像

,插拔連接也使得安裝操作方便。

(二)無人機檢查設備

對于架空輸電線路的檢查等實際任務，還配備了無人機裝載設備，確保檢查任務的順利完成。

（1）高速圖像成像模塊。在無人機設備中，高速圖像模塊的主要目標是立即記錄傳統飛機上高速移動形成的高清視頻，并在高速圖像模塊中增加了電子穩定圖像技術、場景確認和目標跟蹤技術，以實現惡劣天氣下高清圖像的結果。在高速圖像系統模塊中，通過增加繪畫與文本信息相結合的功能，可以有效地提高系統檢測能力，簡化視頻監控和管理。

（2）紅外線、紫外線圖像傳感器模塊。無人機通常配備紅外熱圖像探測器，可使用紅外探測器和熱光學成像鏡，直接獲取遠紅外熱圖像，監測輸電線路加熱點現象，同時可將加熱圖像發送到一次或多個安全監控器，檢測架空輸電線路在正常檢查管理中的異常和過熱現象，提高故障隱患檢測的準確性。無人機紫外線成像儀必須具有較大的靈敏度，可在不同地形條件下靈活使用，準確收集光分離技術信號。同時，在選擇紫外線傳感器模塊時，必須充分考慮生產成本和開發周期條件。

（3）三維激光掃描模塊。在架空輸電線路檢查中，三維激光掃描模塊可以對塔表面進行全面的三維掃描，判斷影響其精度的經緯度和高度，最終產生全方位的三維圖像，為架空輸電線路的檢查和障礙物排除提供了可靠的基礎。