热成像

你对电力巡检有怎样的印象呢?是不是电力从业人员戴着安全帽，穿着工作服，在杆塔和线路间来回行走，甚至要做危险的攀爬动作，去排除线路问题?人工作业当然还是必要的，但随着无人机的逐步深度应用，电力巡检已经有了新的作业模式。其中，使用热成像巡检，便是很有技术含量的一种。

所谓热成像检测技术，就是一种可基于物体红外辐射的被动式、非接触式检测技术。在自然界中，凡是温度高于绝对温度零度的物体，都会向外辐射红外能量，温度越高，红外辐射越强。因此，可通过测定目标本身和背景之间的红外能量差，并将其转换为电信号后处理形成热辐射图像。

热成像检测技术具有远距离、不接触、不取样等特点，同时，热成像不受光照影响，不论白天和黑夜都可以使图像清晰可见。从而可以更安全地监测和诊断电气设备的大多数故障。

无人机+热成像相机在电力巡检中的必要性

目前，中国电网已经建成东北、华北、华中、华东、西北和南方共六个跨省区电网，超过美国成为全球第一大电网。从电网初期规划建设，到建成后日常巡查维护，原有作业方式已经无法满足现代化电网建设与发展的需求。电网急需先进、科学、高效的电力作业方式。而无人机巡检不受地形、线路是否带电等情况限制，尤其适用于险峻山区、多河流地貌下的巡线作业。同时，使用无人机作业也消除了传统巡线作业安全隐患，保障了作业人员人身安全。

无人机电力巡检

很多电气事故的发生都源于一些细节问题，如电气部件的松动、断裂等，这些都会因为电流效应产生电阻损耗，进而导致局部温度升高。因此，可以通过热缺陷对电气设备和线路进行探测，如变压器、断路器、刀闸、互感器、电力电缆、绝缘子串以及具有电流、电压致热效应或其他致热效应设备的二次回路等。

利用无人机+红外热成像相机对输电线路进行巡视检查的这种全新巡检方式，打破了光线和空间的限制，可在离导线十米左右范围内360o拍摄，随时随地捕捉清晰、精准的热图像，实现了电力巡检的信息化和智能化。利用无人机搭载红外测温设备，原本需要约40分钟才能完成的人工登塔测温作业，现在仅需大约十分钟作业就能完成，工作效率较原来提升4倍。

现有热成像巡检解决方案举例

在现有的热成像巡检方案中，大疆的经纬M200系列搭载XT系列红外相机，是较为成熟的一种。经纬 M200 系列无人机是大疆专为行业应用设计的飞行平台，拥有工业级防护、环境感知能力，同时配备了智能避障系统，结合前视、下视、上视传感器，让飞行器具备环境感知和决策能力。尤其，M200系列的RTK版本集成了厘米级高精度导航定位系统，采用双天线测向技术，输出精准的航向信息，让飞行更加稳定。该定位系统还具备抗磁干扰能力，保障飞行在高压线、金属建筑等强磁干扰的环境下的可靠性，避免使用指南针时因磁干扰而带来的安全风险。

搭载XT2和Z30的M210无人机

而XT2双光热成像相机更是集成了高精度热成像传感器和4K可见光传感器，实时图传中能根据需求选择并排或画中画呈现热成像与可见光影像画面，这对于电网设施巡检起到了极大的辅助作用。IP44 的防护等级，配合M200系列飞行平台，让XT2能够在严苛环境下稳定工作。先进的处理器与视觉算法使XT2具备高温警报和高温跟踪等一系列智能功能，让用户更容易识别目标，即时生成有效的决策信息，提升作业时效性。

禅思XT2双光热成像相机

每当进入炎炎夏日，高温酷暑来袭时，整个电网系统就面临着高温高负荷的考验。此时，对变电站和供电线路的巡查、控制、检测等工作量也随之增加。电力工作人员采用经纬 M210 RTK 飞机搭载禅思XT系列红外相机对复合绝缘子芯、线路与金具连接处和其他附属设备进行精确拍照检查和测温检测后，形成杆塔红外图谱，并且对红外图谱片进行快速诊断，及时发现线路本体发热缺陷，巡视效率约是人工的6倍到10倍，确保了重要“三跨”区段线路安全运行。

更智能的热成像巡检

依照南方电网规划，2020年将实现“机巡为主，人巡为辅”的智能化、可视化巡检模式。目前红外检测可识别众多的设备隐患问题，但仍然局限于人工操作巡检、人工整理数据为主的模式，其巡检效率还有较大优化空间。因此，要想真正完全实现智能化的巡检方式，还需开发无人机自动巡检功能、基于图像识别的在线检测以及通过神经网络进行大量训练的智能诊断系统，在进一步实现智能化的同时，使智能设备达到甚至超过专业巡检人员的诊断能力。