无人机在配电线路运检中的应用

洪智勇 林青瑜

（国网泉州供电公司 福建省泉州市 362000）

无人机是一种利用无线电遥控和自动程序控制装置操纵的不载人飞机。在以往电力企业配电线路运检工作中，传统的运检手段效率不高且存在较多的风险因素，相比之下，应用无人机进行配电线路的运检有其独特的优势，能够切实缓解人力紧缺、检修方式与检修环境制约等多重问题。此外，创新应用无人机进行运检，辅助其他技术手段能实现良好的运维检修效果，因此本文针对无人机在配电线路运检中的应用开展分析有重要的意义和价值。

1 无人机在配电线路运检工作中应用概述

1.1 无人机及自主巡检

配电线路巡视是线路运行工作的重要环节，但常规的配网架空线路运检模式以人工巡检为主，配电线路缺陷隐患的发现、故障的查找仍主要依靠人工，劳动强度高、巡视效率低、主观影响大，设备信息获取方式传统、来源单一，设备状态评价工作质量不高。因此，采取人工运检受到各类因素的影响和制约，在巡线质量水平方面难以得到有效的保障，对配电线路各类故障排查和检修质量管控也无法到位。因此需要应用无人机有效提升巡检水平当前我国很多地区应用的无人机，需要配备自主巡检平台系统。例如某地区供电公司主要应用DJIM210—RTK 型号的无人机，该无人机搭载了D-RTK定位系统和GPS 定位系统等能够实现多云台配置，在进行配电线路的巡检时能够满足飞行测温需要，对输电线路局部放电问题和树木障碍问题进行全面的巡检。

1.2 应用无人机的必然趋势

现今经济社会对电力能源的需求显著提升，这也使得电网建设规模，特别是配电网建设规模不断扩大，配电线路运检工作量不断增加，亟需提高检修和运行维护水平。当前电网企业配电线路运检工作任务越发繁重，而在定员限制下，人手越发紧张，若仍以常规方式开展配电线路运检工作，工作质量水平难以保障。针对配电线路进行运检，往往会受到线路所处区域的地形环境要素以及气候天气条件因素的影响，有较大的局限和制约性。因此单纯依靠人工巡检的方式已经难以适应现阶段配电线路运检工作的高质量要求，急需探索更加安全有效的运检手段和对策。

2 无人机在配电线路运检中应用的主要优势

2.1 实现图像的实时传输

应用无人机能够保证在配电线路运检过程中进行实时的图像传播与处理，无人机会搭载高清摄像头，在飞行过程中可以通过摄像头将配电线路的实际情况反馈给地面接收装置，从而可以帮助地面工作人员对配电线路的状态信息进行处理和分析，切实减少了以往人工巡检的安全性问题，同时也减少了工作人员翻山越岭的压力和负担。此外，应用无人机的实时图像处理作用，也能够根据配电线路的不同高程和运检天气环境进行实时处理，有效减少各类风险隐患，方便运检人员对无人机的飞行路径进行实时调整，提高运检效果[1]。

2.2 实现设备的飞行挂载

对配电线路进行运维检修时，可以通过无人机实现飞行挂载，这也是无人机的独特优势所在。可以挂载的设备种类繁多，能够根据配电线路运维检修作业实际情况需求和工作环境等对挂载设备和挂载装置进行有针对性的选择设计与开发。例如在针对配电线路进行缺陷复核以及日常检修时，可以分别挂载不同水平和功能的监测设备，以实现对配电线路相关信息的全面收集，方便工作人员开展运维检修作业。例如在无人机中挂载红外线测温摄像头，以更好的识别配电线路的发热、放电隐患；或搭载刀具、喷火、喷水等简易清障装置，更安全、更迅速的开展隐患整治工作，进一步提升配电线路运维检修的整体质量与效果[2]。

2.3 实现人工智能（AI）等新技术的应用

以无人机进行配电线路运检时，不单单是为了减轻相关运检维护工作人员的负担，减少工作过程中的风险问题。无人机可以作为信息的载体、系统的终端，可以整合人工智能（AI）等高科技手段，为电网运检技术的发展提供新的途径。运用人工智能（AI）等新技术，已实现图片自动命名、无人机地图、绘制缺陷、智能（AI）识别缺陷功能，未来可实现自主巡检、线路故障辅助判断、自动化信息采集测试等功能，辅于电网数据系统平台，与配电线路的运行系统进行有效连接，实现对线路运行状况的实时监测与调整，有效改善了以往配电线路运检缺乏信息类实时反馈的问题，有效排查、辨识、整治各类隐患故障[3]。

3 无人机在配电线路运检中的应用技术手段

3.1 无人机驾驶技术应用

为了更好的实现配电线路的运维检修，需要积极应用无人机驾驶技术。此类技术的应用，既能够实现无人机的有效运转，同时也能确保其保质保量的完成配电线路运检作业和相关工作[4]。与其他类型的无人机摄像和编程操作不同，应用无人机进行配电线路的运检，需要操作人员具备高水平的操作技能和驾驶技术，要保证无人机在运维检修过程中始终保持特定的飞行路线，完成必要的动作操作以及相关作业要求，避免出现因无人机飞行过远而失去控制等诸多问题。

在进行无人机驾驶时，需要其具备高水平的自主悬停操作，此类操作要求标准相对较高，需要配合无人机内部感应模块，也需要熟练操作空中悬停动作[5]。另一方面，无人机操作人员需要全面了解配电线路中架空线路的具体结构，以便能够与无人机进行配合在飞行的过程以及悬停时，既保障与配电线路的距离，同时也能有效完成运检工作。值得注意的是，现今在无人机驾驶技术中，大多需要通过特定程序和指令编辑，让无人机能够按照计划路线进行自动飞行并针对配电线路的特定检测点位进行检测和记录，此种形式能够实现高水平的自动化调控功能，在配电线路的日常检修中应用广泛且工作效率相对较高。

3.2 机器视觉技术应用

在无人机的众多技术类别中，机器视觉技术为主要功能和要素。应用此类技术，能够帮助无人机在飞行过程中对各类障碍物进行有效躲避，同时也可以规划飞行路径，实现飞行过程中的导航。例如针对处于野外环境下的配电线路进行无人机运检，往往会受到树木、山体以及动物等诸多因素的影响，此类遮挡物会给无人机的飞行造成遮挡和阻碍，另一方面在露天的环境中进行无人机运检，同样也会存在天然磁场和风雪等自然因素，影响了无人机运检的安全性和稳定性。因此应用机器视觉技术能够通过三维点阵的具体方式，帮助无人机对相关障碍的所处位置进行记忆，确保无人机能够在接下来的飞行操作和运检作业中有效规避各类障碍和物体等。除此之外，也可以应用机器视觉技术有效识别电网配电线路，根据配电线路的具体走向和线缆分布情况，对无人机的飞行路线进行设定和修正，避免其在运检过程中出现偏行或指令差异问题而引发无人机飞行事故。

3.3 激光雷达故障排查技术应用

此类技术主要应用于对配电线路进行运检时，受到野外环境遮挡物或悬浮物的影响，线路本身出现跳闸或异常放电等诸多安全隐患问题和事故。如果应用相对传统的运检手段和操作方式，需要对配电线路周围干扰物进行全面的清除与处理，但同时也会对自然生态环境造成一定影响。应用激光雷达故障排查技术可以直接将激光雷达检测装置运载于无人机设备上，如果发现配电线路出现杂物遮挡问题或悬浮物影响，则可以与配电线路保持安全距离进行有效的测量与观察，同时也能避免滥砍滥伐的情况出现，减少对自然生态环境的影响。此类技术能将高空影像信息及时传输于地面，帮助工作人员对架空线路的相关问题和故障隐患进行排查。

4 配电线路运检中提升无人机应用水平的对策

4.1 完善无人机运检的安全管控机制

在配电线路的运维检修管理工作开展过程中，要充分发挥无人机的优势，因此在进行无人机应用时，需要对无人机的核心要素配置、挂载设备以及飞行空域等相关问题进行深入的研究与探讨，始终坚持安全运行原则，不断提高无人机作业的安全管控效果，确保无人机能够平稳运行，其主要运行动态和轨迹情况能够如实反映于监管设备之中。需要对现有无人机运检工作进行安全分级管控，明确具体的规范，避免无人机操作人员在具体操作中存在不合乎标准的行为，提高无人机的安全运行可能性，提高管控效果和管控质量，提升无人机作业的可靠性。

除此之外，为了进一步确保配电线路运检过程中应用无人机的良好效果，需要实现多种渠道资源的充分整合，切实提升无人机运检工作的质量和效率。在统筹资源模式时，需要对现有无人机运检工作内容进行全面的规划与梳理。要做好配电线路档案资料的整合，根据配电线路的所处区域进行因地制宜的设置，合理选择无人机挂载设备和必要配置等。

4.2 梳理无人机运检的技术标准

无人机作为带有图像传输、数据采集检测的飞行器，有设备精密、续航时间短等特点，因此，为了无人机在配电线路运检工作中“物尽其用”，必须需要积极梳理和明确无人机的相关技术标准。要建立健全组织措施，制定空域申报、现场勘察、工作票、工作许可、工作监护、工作间断、工作终结等基本制度，规范全过程工作组织流程。要建立健全技术措施，制定无人机出入机库管理、无人机养护、无人机检查、飞行路径规划、无人机巡检质量及实施要求、无人机巡检作业异常处理、资料编制和管理、安全和应急策略等标准，确保规范进行无人机全过程作业，充分发挥无人机运检的真正作用和价值。

4.3 提升无人机自主巡检路径规划水平

现如今我国电力企业在针对输电线路进行无人机运检时，往往会搭载自主巡检系统，实现精细化的巡检需求，因此在进行路径点的规划和获取时，需要依赖于RTK 差分技术高精度的定位装置，在该装置的引导和作用之下，能够帮助无人机在更加复杂的自然生态环境影响之下，有效提高对路径点的定位精准度，确保无人机飞行航向的精度情况。

因此在进行路径规划时，首先要做好路径点的获取，相关工作人员根据所要孕检的输电线路进行路径点的确定，合理规划连接点、降落点以及起飞点等等必要的点位，为无人机的飞行奠定基础。其次，在进行路径点整理时，需要针对已经确定好的诸多路径点数据进行分析和处理，有些路径点相差距离过近或过大也要进行删除和修改，避免路径点之间的空间距离或空间角度与无人机实际飞行情况相差过大。第三，在在路径点的审核方面，可以结合无人机的具体性能进行实地飞行和测量工作，此外也可以针对个别路径点增加说明，提高精细度识别。最后要做好多级规划，结合无人机的飞行要素将多基杆塔进行顺次连接，有效提升无人机运检的专业水平。

5 结论

总而言之，近年来经济社会和电网发展速度越来越快，配电线路的正常运转与各地区人民群众日常生产和生活紧密相关，对此需要不断强化对配电线路的运维和检修。要应用各类新型技术手段提高配电线路运检效果，其中无人机在配电线路运检中应用有其独特的优势，能够避免受到当前配电网运检维护多方面因素的影响。本文针对无人机在配电线路运检中的应用提出了意见建议，提议积极应用无人机驾驶技术、机器视觉技术及激光雷达故障排查技术等提高运检效果，希望能够以本文的研究不断推进配电线路运检工作水平的提升。