无人机巡检输电线路技术的应用与分析.docx

无人机巡检输电线路技术的应用与分析【摘要】由于电力企业发展的快速发展提高了巡检的工作量和难度因此电网事故的发生也越来越多而新研制出的一种新型的输电线路巡检设备无人机在一定程度上减轻了巡检的工作量从而降低了事故发生率其作用非常显著。【关键词】巡检；无人机；输电线路技术由于电力企业的发展扩大了电网的规模从而增大了巡检的工作量和难度。整个电力系统的稳定运行主要受一些自然因素和人为因素的影响而造成输电线路受到破坏致使输电线路不能正常运行而一旦发生故障为了做到及时抢修工作必须尽快找到输电线路故障点因此在巡检输电线路故障中采用无人机技术可以有效地提高抢修的效率。一、无人机技术的概述1、技术要素在巡检输电线路时经常使用专门的遥控直升机（UH）和四旋翼无人机（M4R）UH的组成部分包括：遥控直升机本体、减振悬挂装置、影像采集传输设备、地面摄像监视和操控系统等后台的工作人员主要是利用无线图像传输设备将UH在飞行过程中采集到输电线路的目标视频图像传送回来以此对输电线路存在的故障做出及时判断；M4R其组成部分包括地面站和M4R无人机M4R中设置了无线图像传输设备和无线微型高分辨率图像采集设备等因此采集到的输电线路的特定目标清晰度很高并能进行远程传输同时M4R应用了4个旋翼对称分布的方法进而形成的气动布局在起降和悬停方面性能良好。2、功能概述在巡检过程中通过人工遥控使UH无人机飞行到输电线路安全距离范围之内并悬停在输电线路附近进行采集图像并通过无线图像传输设备传输到后台；而地面站会发出指令引导M4R无人机沿着输电线路飞行并在离输电线路安全距离的位置悬停即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能以便拍摄图像时可以保证各角度的清晰度另外工作人员要想调整图像采集设备和被检测设备只需对航向和M4R的减振云台进行调节即可。其中M4R地面站除了具备引导M4R无人机飞行到预定的位置、保持与M4R无人机的遥控遥测通信的功能之外还具有很多功能如：控制飞行状态、接收无人机传输检测图像、控制无人机云台状态等。3、在输电线路巡检中采用无人机的优点自主导航飞行技术和自主悬停技术是无人机技术的基本功能因此可以与输电线路保持一定的安全距离其优势具体体现是在灾害性天气中可以分析输电线路灾害巡视、检测输电线路查找线路跳闸故障点等方面。无人机技术的两种工作模式是飞行控制和自主悬停但它也自驾飞行和手动飞行在手动模式下无人机在自主导航下按照预定的路线飞行并巡检线路当无人机处于自主悬停状态后可以高清晰地拍摄输电线路的图像并进行传输地面站工作人员通过监控录像检查故障点。4、无人机存在的缺点在巡检输电线路中尽管无人机发挥着很大作用但在某些方面也存在着缺点由于无人机体积较大而电池容量相对较小因此应用无人机进行巡航的时间非常有限另外无人机可接收的有效控制范围是1000m遥控范围也是有限的而且无人机不能自动分析图像的故障点。二、无人机的设计研制1、技术要素（1）UH使用常规直升机气动布局在飞行中利用传输设备和图像采集设备收集并传输电线路上的目标视频图像然后由后台的工作人员及时对输电线路存在的故障做出及时判断。（2）M4R采用的气动布局是4个旋翼对称分布在起降和悬停方面性能良好。在）M4R中设置了微型高分辨率图像采集设备（如数码相机）、无线图像传输设备、和减振云台装置因此可以高清晰得收集输电线路特定目标图像并进行存储和远程传输从而实现地面站远程监视输电线路设备的过程。2、系统组成（1）UH无人机的组成部分包括：地面影像监视和操控系统、影像采集和无线传输设备、遥控直升机本体、减振悬挂装置等。（2）M4R无人机主要包括地面站和M4R无人机两个部分。3、功能介绍3.1无人机的主要功能（1）UH无人机是通过人工遥控使UH无人机飞行到输电线路安全距离范围之内并悬停在输电线路附近采集和传输图像。（2）M4R无人机是通过接收地面站发出的指令引导M4R无人机沿着输电线路飞行并在离输电线路安全距离的位置悬停即完成M4R无人机自主悬停在安全的空间位置的功能以便在最合适的方位拍摄图像另外工作人员要想调整图像采集设备和被检测设备光学角度和距离只需对航向和M4R的减振云台进行调节即可。3.2地面站的主要功能M4R地面站的主要功能包括：操作控制无人机的飞行状态和云台状态、接收无人机传回的检测图像、与M4R无人机进行遥控遥测通信、引导M4R无人机飞行到预定的检测位置。4、创新点和关键技术（1）在巡检输电线路时地面站可采用影像防抖降噪技术进行监