高压输电线路智能巡检新技术 张桂芳 闫恒安

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月第3期   作者:张桂芳 闫恒安
[导读] 传统高压输电线路巡视工作,大多数采取人工方式完成,
        摘 要:传统高压输电线路巡视工作,大多数采取人工方式完成,此类巡视工作对工作班成员的专业技能要求较高。但现场大量重复性的工作,不可忽视地存在工作质量和技术水平的差异性,导致巡视结果的偏差,甚至存在安全隐患。基于此,本文笔者就高压输电线路智能巡检新技术进行简要阐述。
        关键词:高压输电线路;智能巡检;新技术
        电力在能源中是最清洁且最便宜的能源,电力对现代人类社会的发展有着重要作用,由此也可以说电力是一个国家发展的重要支柱,要想实现我国经济建设的繁荣复兴离不开电力资源的有效支撑。因此我国的电力管理部门非常重视高压电路输出的检查工作,以保证我国电力系统的正常运行。在以往的电力巡查工作中都是通过大量的人力来进行巡查工作。这样的处理方式既耗时又耗力。随着现代智能技术的发展,电力管理部门在针对高压电输出线路巡查时引入了现代智能技术进行巡查作业。
        1无人机巡检
        顾名思义,无人机就是无人驾驶飞行器的系统,这一系统在应用中以无人驾驶平台为依托,在使用中利用具有高分辨率的巡检设备为飞行载体,以获取低空高分辨率数据为应用目标,可以快速准确地实现信息技术的传播。当前,无人机技术由于设备小巧、便于携带以及容易操控、工作效率高等优势被应用于这一领域中,并受到了领域人士的广泛关注。利用无人机的这些优势,很多供电局在巡检方面都实现了新的突破。据统计显示,相对于传统的人工巡检的方式,无人机的工作效率可以提高35%-45%,尤其是在一些比较偏远的山区和无人区,如果利用传统的人工的方式进行巡检,会有很大的难度,而利用无人机则可以提高约85%的效率。例如,2018年3月,某供电公司使用的相关的无人机进行了高压输电线路的巡检。在巡检前,工作人员按照之前已经设定好的飞行航线处理飞机的方向,但是并不同于传统的人工进行遥控的方式,这一次工作人员并没有用手拿着操控的遥控器,只需要查看无人机在工作中传回的拍摄影像就可以了。并且,相对于之前的无人机工作时间,这一次的巡检只需要5分钟就可以完成任务,极大地降低了工作的时间,提高了工作效率。
        2机器人巡检
        机器人巡检是在电力巡检过程中的新的巡检方式,相对于无人机巡检来说,机器人巡检虽然在效率方面不够高、在传输数据和影像的过程虽然较为缓慢,但是其不受自然环境的影响。由于无人机在应用的过程中很容易受到自然环境的影响,当遇到恶劣的天气环境,比如大雾或者大雨等,就无法进行工作,或者存在传输过程中的问题,但是利用机器人进行巡检就可以规避这一问题,借助机器人,可以在巡检的时候不受自然环境的影响,可以定时定点地进行巡检。同时,机器人在应用的过程中配合一些新型的技术手段还可以扩大巡检的范围,提高巡检的力度。当前,由于机器人的这些优势,已经开始应用于电力巡检的过程中。
        2.1自主定位
        机器人的自主定位原理是通过间接实现的,其本身并不具备自主定位的功能。其在巡检的过程中会依据云台设备进行工作,但是并不能实现对其定位。定位功能主要是通过在其运行的程序中输入了编码器和传感器等信息,然后利用算法对杆塔的位置信息计算,转换信息后通过指令发送到云台中,这样就可以获得机器人巡检的更多信息,实现定位以及自主巡检的功能。
        2.2自主越障
        机器人在输电线路中的工作主要分为两部分,分别为杆塔越障和直线段。由于机器人在工作的过程中尤其是在爬坡过程中的会遇到相关的工作障碍,其越过这一障碍的关键是利用其本身的滚动打滑的检测和控制,然后对外界的环境进行感知,以此在系统中形成不同的爬坡策略,然后寻找可以跨越的方法,顺利爬坡。在机器人的整个运行过程中,跨越障碍是一项较为重要工作,因为其在工作中越到的障碍是不同的,面对不同的障碍,其需要选择不同的越障方法才能完成工作。虽然这些都通过机器人本身的自主运行就可以完成,但是仍需要工作人员把握其运行状态。

并且,这也需要机器人在设计时进行统一的设计,安装具有同样程序工作的机器人,这样既方便工作人员的操控,也降低了机器人运行时的难度。
        3在线监测
        输电线路在工作的过程需要做好在线监测,随着人民生活水平和质量的提高,对于电路线路方面也有了更高的要求,希望获得更好的用电体验。但是输电线路更多的是暴露于室外的,并且跨度大,我国各个地区的环境也有着很大的区别,一旦出现问题造成的负面影响就会非常大,因此需要做好输电线路的在线检测,及时对线路进行监控,保证电路的安全运行。据了解,在2014年5月,某一供电公司对当地的750千伏输电线路配置了在线监测系统,对运行中的电路进行了安全检查,对于可能出现危险的电路进行了及时的整改和维修,并且在容易发生灾害的区域以及污染较重的区域进行了测量温度和风速等相关的监测装置,为线路的安全运行以及后期的维修奠定了良好的基础。除此之外,2016年1月,某一输变电公司组织专人在±500千伏输电线路安装杆塔倾斜在线监测系统,实现对这一系统的应用,为提高公司的管理以及安全问题奠定了基础。相对于普通的输电线路来说,高压输电线路由于所经过的地域较为复杂,设备的安全问题也不能得到保障,因此,更需要对所经过的输电线路进行检测。
        4无人机自动驾驶在输电线路中的应用
        4.1线路通道、树障、精细化巡视
        传统线路通道、树障、精细化巡视需要飞手有娴熟的技术,并且对线路的结构相当熟悉,飞行过程中不能出现任何差错,拍照距离与拍照角度也要满足作业要求,对人为因素要求较为严格。相比以往人工操作,自动驾驶技术不仅可减少对操作人员技能水平的依赖,同时在数据采集方面更具规范性。基于雷达高精度定位和大数据积累形成的无人机自动驾驶技术体系,实现多旋翼无人机一键起飞。在事先制作的高精度线行三维地图上规划好航线,应用厘米级实时定位技术,自动飞到指定位置,在飞行设备到达控制点后进行自动拍照保存,并且在完成作业任务后自动返回,实现站到站的无人机巡检作业新模式。机巡作业已成为当前电网运维的重要手段之一,可大大提升工作效率。由传统人巡的4km/人日,提升到至14.51km/人日,效率提升了3.6倍。
        4.2线路故障夜间特巡与勘灾
        对于线路跳闸特巡,如果在晚上无法使用无人机去查找故障,人工查找又费时费力,而且也很难查到故障问题的根源。利用自动驾驶夜视无人机,不用担心因为看不见导线或铁塔,而使无人机撞到线路设备,可以实现一键起飞,让无人机快速到达指点控制点拍照,不会受到夜间的环境限制而实现快速查找故障。利用无人机自动巡检可实现高效、快速电网巡查及勘灾,为整体应急抢修部署提供关键数据支撑。
        结语
        总而言之,在科学技术的推动下,越来越多的领域实现了发展的智能化,无人机以及机器人、监测技术等在电力系统中的应用是这一领域的重大突破,是科技智能化发展的证明。通过这些智能化设备的发展,不仅可以提高电力行业的稳定性以及安全性,还可以及时帮助人们实时掌握电力输送的动态情况,节约大量的人力物力,降低能源消耗、数据信息传递标准,具有很好的经济效益。
        参考文献:
        [1]严文涛,王玮,苏琦,刘荫,殷齐林,郭爽爽,刘越.基于输电线路三维信息的无人机智能巡检技术研究[J].中国高新科技,2018(19):76-78.
         [2]周宗国,丁宇洁,周光珍,高在武.高压输电线路智能巡检新技术[J].科学技术创新,2018(20):155-156.
         [3]杜欣.高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(29):141.
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