摘要:传统的人工巡检工作量大、条件艰苦,特别是针对于位于山区和大江大河的输电线路,人工巡检存在很大困难。人工巡检需要耗用的人、财、物力较多,且效率也较低下。而应用无人机的巡视技术,对于设备或线路巡线的工作效率能够得到极大的改善,以下对无人机相关技术做出具体分析。
关键词:高压输电线路;无人机;电力巡检技术
前言:
近年来,电网逐渐扩展其规模,输电的线路也日益增多,且有些输送的线路设置在地势复杂的区域。这就为电力巡检工作添加了难度,传统的人工巡检越来越不能适应发展的需求。而无人机软硬件技术的不断进步为电力巡线提供了一新的作业模式,基于无人机的输电线路巡检技术正逐步规范完善。
1无人机巡检技术
1.1无人机巡检系统
无人机巡检系统基于具备高精度定位、导航和自主飞行能力的无人机平台,搭载高清相机等各型传感器,可快速实时地对输电线路进行多维度、全方位巡检。系统通常由空中飞行平台及地面站控制系统两部分组成,地面飞行控制部分主要用于巡检飞行路线规划、上载,实时同步显示飞行姿态,控制机载传感器设备、显示检测结果等,空中飞行平台则根据上载的规划航线、航点对线路构件进行拍照、摄像等数据采集工作。
1.2无人机主要巡检内容
当前无人机电力巡检主要针对线路通道、线路本体及附属设施三个部分,按照巡检细节细分可分为范围巡检、定点巡检、精细巡检等。其中线路本体及附属设施形体异常损坏可使用高清相机进行检测,也可使用红外成像仪等检测设备发热异常状况。
2无人机电力巡检技术流程
2.1精细扫描
之所以精细扫描,是因为要保证整体线路的安全,比如一些设备比较小精细,必须进行充分地观察才能确定其是否处在正常状态,比如绝缘子、接地装置等。这次精细扫描是要将设备地理位置、铁塔高度等作为信息指标,输入到无人机系统中,使其能够摆脱传统手工操作带来的一些弊端,实现更精细的图片以及数据采集。为了保证无人机可以无限接近电线电网,具体的可控制采用了人工和智能结合方式。具体操作中首先利用GIS、GPS技术,让无人机飞到目标上方15 m,然后再通过手工操作调整云台角度以及接近目标,然后以具体巡检任务确定采取所需信息以及图片视频。这种“智能+人工”的方式提升了巡检速度和效率,并且保证了无人机操作安全,又使得巡检人员的工作压力得以缓解。
2.2通道监测
通道监测于此项工作来说,主要是监测线路走廊一定半径内是否出现违规建筑及工程。另外高压电线通过的通道是否出现严重污染、设置的排水防洪措施是否被毁坏、如有铁路桥梁是否发生变形损毁。只是通过无人机智能手段去监测拍摄,难以得到符合电力企业所需要的数据资料,自然也就不能针对性给出具体的解决措施。
因此,无人机管道检测工作环节除了对无人机所生成的影像进行采集,同时还要配置对应的数据航飞设计,使其能够生成具体的正射影像,从而方便电力企业来进行面积、距离测量,让检修人员可以根据这些对管道内的状况进行判断,提高故障处理效率。而且无人机所拍摄的这些数据可以作为证据,来进行具体责任的落实,降低了纠纷发生的几率。
2.3故障排查和特殊任务
这两种功能模式和平日巡检存在一定差别,二者需要围绕故障和具体的特殊任务而展开。线路巡检的工作要求中有针对性和现实性,这就给巡检工作带来难度。在具体操作上采用“手工操作+智能操作”模式,来获得具体的缺陷,以正射影像功能将具体的环境信息予以记录,同时要实现在线数据传输,让现场的情况第一时间传到巡检人员眼前,方便其做出正确及时的修理方案。
2.4管理和应用无人机巡检数据
第一,无人机所在的地理位置信息,可以被GIS系统纳入进来,使其数据和具体设备所在地址形成统一的对照关系,从而方便今后故障点的确认;第二,为了提高管理水平,可以将无人机拍摄影像和具体的设备、地址信息综合起来,形成具体的坐标;第三,无人机每一次巡检产生的数据都要与之前数据对比,做到整条电线整个电网的信息随时处在最新状态;第四,无人机拍摄历史资料要进行时间为指标的存储,方便动态了解线路电网的故障发展规律;第五,通过其数据来具体判别杆塔数据,将杆塔隐患分析结果和具体编号、线路路径、具体位置等综合起来,提升杆塔的管理水平。
3现阶段无人机巡检模式以及改进建议
无人机巡检主要有四种形式:第一,通道监测;第二,精细扫描;第三,故障排查;第四,特殊任务。通道监测,指的是对那些围绕管道而产生的工程以及故障展开的具体的监测;精细扫描则是对线路或者具体的目标进行精确排查;故障排查顾名思义就是寻找故障点,观察其受损程度以及故障原因;特殊任务主要指在自然灾害中,其根据指令进行受损情况调查以及设备监测等,辅助人类战胜自然灾害。精细扫描、通道监测要以监控对象的状态而决定具体的工作频次。故障排查以及特殊任务则是围绕故障以及具体的特殊任务而具体进行。
但是目前在各种工作模式当中,无人机巡检还是存在一些弊端,主要是巡检手段单薄,操作上以人工操作为主,在不断调整无人机同时,要使其接近目标进行拍摄,不过这样获得信息存在如下不足:第一,因为是人工操纵,无人机受操纵者水平影响明显,一旦操作不当会导致无人机刮擦电线,对线路造成一定的伤害,这也使得这种工作出现明显的不确定性;第二,在信息采集过程中,大部分都是通过可见光光波形成的具体信息,地理信息缺失,并且一些数据无法量化,和实际巡检存在差距;第三,在具体操作过程中,飞行器获得图像等信息资料在管理上缺乏手段,导致图像等信息不能为实际工作提供参考。对这些不足笔者认为解决方案有三:第一,在无人机代替人工采集数据时,要具体植入GIS而且要实现摄像角度的转动自如;第二,根据巡检对象设定具体的GPS,实现飞行器定向飞行,最终形成正射影像,方便测量;第三,在管理上实现数据库管理,将所得资料进行分类存放,企业可以据此进行精确查找,数据随时调用,为具体工作提供参考。
4结束语
总之,利用无人机的智能巡视等技术可以有效地降低巡检工作投入的人工、财力及物资等成本,且提升了工作的质量与效率,为电力企业安全发展提供了重要的技术保障。
参考文献
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