电力通信光缆无人机巡线的关键技术及特点
摘要:近年来,我国电力的稳定发展是社会发展的保障,为了实现远距离电力
传输和区域互联,大量架空线路应运而生,为了保证电力传输和区域互联的稳定
性,电力企业需要有序,有效开展巡线工作。随着我国电网规模的不断扩大,电
力通信网光缆的覆盖区域也越来越广,很多主干光缆通信线路经过复杂地形,以
往巡检工作几乎全靠人工,既耗时又无法完全达到巡查的目的。随着无人机技术
的飞速发展,其在远程遥控、续航时间、飞行品质等方面都有了明显的突破,这
为无人机在电力设备巡视中的应用奠定了坚实的基础。本文在研究无人机巡线技
术发展的基础上,就无人机巡线的结构、关键技术及巡线优势进行了深入的讨论。
关键词:无人机;巡线;传感器
0 前言
随着电力通信网的不断发展,通信光缆线路运行维护工作越来越重要,传统
的人工巡检方法工作量大、条件艰苦,特别是对于山区和大江大河的通信光缆线
路巡检存在很大困难,并且人工录入数据量大、数据手工录入过程中容易出错;
通信光纤系统,由于其特性决定,需要长期曝露在野外,受到持续的机械张力、
雷击闪电、台风吹刮、天气潮湿、器件老化,容易发生锈蚀、断幕、倒塔等现象。
杆塔身较高、拉线较多、构造复杂,给运行维护工作带来很大的不便。同时对于
工作人员是否巡视到位无法进行有效的管理,巡视质量不能得到保障,线路的安
全状况亦得不到保证。而利用无人巡检飞机以自动或遥控的方式,通过预制定的
飞行航迹,在卫星定位导航系统的控制和引导下对电力通信主干光缆线路进行巡
视任务[1][2]。利用携带的传感仪器,使用视觉检测等技术对杆塔、导线及绝缘子、
光缆金具、线路通道等实施检测,并将拍摄和检测的数据实时传输回来或储存在
机载硬盘里。无人飞机的应用,代替人工对线路进行巡检,及时发现杆塔、通道
走廊以及运行设备的故障隐患、设备缺陷等异常现象,减轻工作人员的劳动强度,
大大提高巡检的安全保证和自动化水平,达到减负增效的目的。
1 无人机巡线系统的组成
无人机电力巡线的基本作业流程为:无人机先获取到通信主干光缆线路的具
体 GPS 地理坐标信息并完成自主导航[3],然后通过机载成像设备对通信光缆线路
及杆塔进行识别拍摄。同时无人机实时将采集的图像信息、位置信息、飞机状态
信息等通过无线数据传输系统传输到地面站,地面站对无人机回传信息自动接收
并保存,根据获取的数据信息反馈控制无人机自主飞行,对图像数据进行在线处
理,判断故障或潜在隐患,最后由人工对识别情况进行筛选排查,形成最终结果。
无人机系统主要由固定翼飞行平台系统、任务载荷系统、飞行控制系统、数
字图传系统、工作地面站系统、地面站配套作业软件等系统组成(如图 1)。
图 1 无人机巡线系统组成
2 无人机巡线的关键技术
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种由无线电遥控设备或自身程
序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。无人机巡线技术融合了航空、电子、电力、
控制、通信、图像识别等多个高尖技术领域,其关键由四部分组成,分别为无人
机飞行平台、任务载荷系统、数据通信链路系统以及地面站数据处理系统。
(1) 无人机飞行平台
无人机飞行平台最核心的重要子系统为飞行动力系统以及飞行控制系统。另