探析110千伏输电线路无人机巡检技术的应用 晋涛

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月第3期   作者:晋涛
[导读] 近年来,随着我国社会经济发展的同时,我国电网建设的速
        摘要:近年来,随着我国社会经济发展的同时,我国电网建设的速度也在日益加快,传统的电网巡检模式已经不能有效的满足当前电力发展的需求。在电网巡视工作中运用无人机技术应用可为其工作提供一定的便利性,同时有效的提高电网巡视工作效率。110千伏输电线路对电力系统的稳定运行有很大的影响,将无人机技术应用在输电线路巡检中,能快速、高效地抢修110千伏输电线路故障,确保用电用户的正常用电。文章从无人机技术的概述出发,分析了无人机技术在110千伏输电线路巡检的应用。
        关键词:110千伏输电线路技术;无人机;巡检

1 无人机巡检输电线路技术分析
        1.1 无人机技术内涵分析
        在对无人机技术进行分析的过程中,要对具体的参数结构进行细化分析:
        1.1.1 要对其技术要素进行了解和阐释。在通常情况下,无人机技术主要是利用四旋翼无人机或者是遥控直升机,前者的主要组成部分是地面基站以及无人机,利用的是两对旋翼对称分布确保在运行中形成气动布局,不仅具有较高的悬停优势,整个设备的起降能力也比较突出,特别是在运行过程中,空载起飞重量仅为9kg,且在空载情况下能续航1.5h,在负重5kg时能持续飞行0.5h,在负重8kg时能持续飞行20分钟,而其最大的任务荷载量约为10kg。除此之外,实际的巡航速度约为3~60km/h,最大飞行速度控制在相对2km以下,升限高度约为5km。并且能携带高分辨率图像的采集设备以及无线图像的传输设备,真正实现了远程传输和信息收集的目标。后者的主要构成要素包括地面摄像的监视系统以及影像的采集传输系统,并且具有较为优化的减振悬挂配件,实现整体无人机的平稳运行。在遥控直升机飞行时,能对目标对象的图像进行有效的收集和整理,优化对数据和图像进行远程传输,确保工作人员能对其问题进行集中的解构,从而对隐患进行排查,确保安全运行。
        1.1.2 要对无人机输电线巡检项目进行功能的概述。在实际运行过程中,无人机会受到地面基站的指引,并且沿着划定好的输电线路有序飞行,也能维系好与输电线路的安全距离,特别要注意的是,在到达设备的周边时,无人机会在特定的位置空间内停留,然后选取最佳角度进行拍摄,从而对图像进行有效处理,若是工作人员要对采集设备以及被检测设备进行性能调试,就要有效调整无人机的减震云台以及航向,在确定安全距离范围的同时,确保设备以及图像采集完整。另外,M4R的地面站不仅具有无人机遥控的功能,也能确保实时通信的优化升级,真正引导无人机到达指定位置,从而提供其接收影像图形的功效,确保整体云台转台以及控制机制常规化。
2 110千伏输电线路无人机巡检作业存在的安全隐患
        现阶段无人机的主要巡检方式为在高压输电线路周围悬停,使用其负载的专业照相机对巡检线路目标进行拍摄。为了降低巡检工作的误差,无人机在进行巡检时的悬停位置要尽量接近输电线路。因此在巡检工作中,无人机工作的主要障碍为电磁干扰以及周围的有形障碍物,电磁场会对无人机的测量系统以及飞行控制模块产生干扰,干扰严重时会导致无人机失控,从而出现坠落损坏事故。110千伏的输电线路高度较高,因此其线路存在相互交叉跨越的情形,这样会在很大程度上增加无人机碰撞导地线或者线路铁塔的几率。
3 110千伏输电线路无人机巡检技问题的解决途径
        对于输电线路周围的电磁场干扰问题来说,其解决方式为在无人机上设置电磁干扰防护以及完善多余度飞控系统。

设置电磁干扰防护的具体操作为在无人机上安装可以屏蔽电磁信号的外壳,在对无人机的内部电路进行改进,尽可能降低110千伏输电线路所产生的电磁强度,由此可以减小外界因素对无人机巡检工作的影响。无人机中所安装的多余度飞控系统指的是多个飞行控制系统在同一时间运行,互为对方系统的备用系统,这样可以有效的提升无人机自身的抗干扰能力。无人机巡检工作中的障碍物问题的解决方式为使用两种避障技术,第一种技术为视觉定位避障技术,第二种技术为雷达测距避障技术。其应用方式为使用视觉定位以及应用雷达测距离的途径来得到无人机巡检工作中周围的障碍物信息以及相对速度的数据,再将数据回传到飞控系统中,由飞行系统作出判断并发出避开障碍的指令。
4 对110千伏输电线路无人机巡检技术实际应用的研究
        无人机应用了常规的直升机所使用的启动布局,无人机可以负载实时数据传输设备以及画面采集设备,这样可以使无人机在第一时间将巡检所采集到的信息传输到地面监测站点,可以大大提升110千伏输电线路巡检工作的效率。无人机在进行巡检工作时需要专业的人员在地面对其进行操控,使无人机在巡检目标上方悬停或者进行盘旋式的飞行,然后对输电线路进行信息采集。其巡检工作具体划分为四个环节,第一个环节为使无人机在目标区域范围内采集线路信息,第二个环节为对无人机的减震云台以及航向进行调节,再对无人机上安装的视图采集设备与被检查线路的距离以及光学角度进行科学调整,最终完成信息的收集,第三个环节为根据人工发出的指令进行飞行巡检工作并收集信息。在巡检工作中地面站的作用为对无人机进行远程控制,并对无人机回传的信息数据进行处理。无人机在进行巡检工作时主要应用了导向飞行以及自主悬停技术,由此可以对110千伏输电线路中的故障点进行排查。无人机巡检技术所应用的防撞击线路保护技术可以在很大程度上提升了无人机在各种自然环境下的适应能力,使得无人机可以在高温、降雪、降雨、大风等恶劣天气下可以正常开展输电线路的巡检工作。
5 110千伏输电线路无人机巡检技术的实际应用情况
        应用无人机对110千伏的输电线路进行巡检工作的优势在于可以以高空视野来多角度、无死角、全方位的收集输电线路的数据,这样可以在一定程度上降低电气人员巡检线路的工作难度,降低发生检修高压线路安全事故的概率,还可以为在恶劣的天气下进行巡检工作提供保障,在很大程度上保证110千伏输电线路在各种环境下能够稳定、安全的运行。与人力巡检工作相比可知应用无人机巡检技术可以降低人力资源的成本,符合电气工程经济性原则。在出现高压输电线路故障时可以在第一时间对线路进行检修,由此可得出在110千伏输电线路无人机巡检技术的应用对于电力工程来说意义重大。应用无人机巡检技术可以高效、准确的查找到输电线路出现故障的位置,并且对故障所在区域进行巡检,因此提升了110千伏输电线路的稳定性。并且无人机技术的操作成本较低、效率高、可靠性高、安全性佳、操作步骤简单,因此受到了广大电力企业的青睐。即使巡检的天气情况较为恶劣,也不会影响到无人机巡检工作的进行,因此无人机具备人力资源所没有的巡检优势。在无人机内部所设置的红外线成像器件以及陀螺式稳定监视器可以对高压输电线进行实时监测,无人机可以无视复杂的地理环境进行巡检工作,降低人工巡检高压电路的危险性,还可以使110千伏输电线路的巡检结果精确化,从而为电力资源传输的稳定性以及安全性提供保障。
6 结语
        总之,110千伏输电线路的正常运行对整个电力系统的安全稳定有着非常重要的意义,因此,认真做好110千伏输电线路的巡检工作有着至关重要的作用。通过实践证明,在输电线路的巡检工作中运用无人机技术可进一步提高其输电线路的稳定性和可靠性。所以,电力企业工作人员,需要在具体的实践工作中,进一步加强对110千伏输电线路无人机技术的应用及分析,使其更好的确保输电线路的正常运行。

参考文献:
        [1]吴维农,杜海波,袁野.输电线路无人机巡检实时通信技术研究[J].中国电力.2016,49(10):111-113
        [2]黄俊璞,林韩,宋福根.输电线路上方无人机巡检避障策略[J].电气应用.2015(23):32-34
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