摘要:当前我国经济发展水平的快速提升为我国的电力行业迎来了发展契机,随着输电线路分布的愈发广泛,实现了我国供电范围的不断扩大,电网随之迈入了高速发展的时期,同时这也对电网的可靠性提出了更高的要求。因此,加强对输电线路运维管理模式的研究显得尤为重要。但是因自然条件等因素限制,使得部分地区输电线路依靠人工方式难以完成巡检,并且现阶段人工巡检方式的应用已无法满足当前输电线路安全稳定运行的需求。所以,需要借助新型巡检技术来完善巡检工作,避免巡检期间受到地理、气温、天气等条件影响,提高故障巡查精准度,实现输电线路整体运行情况的全面掌握。
关键词:机载激光扫描技术;输电线路运维;应用
引言
随着现代社会的发展,电能在促进社会生产建设中发挥着重要的作用,输电线路是电能传输的主要载体,输电线路的建设也会影响地方的经济建设发展。为了使输电线路能够高效运行,需要不断提高输电线路的运行维护水平。从相关技术的发展情况来看,输电线路运维技术快速发展,尤其是在信息技术的支持下,以机载激光扫描技术为代表的智能化技术涌现,显著提高了输电线路运维水平,具有技术先进性。
1输电线路运维巡视内容阐述
巡检工作内容具体包括对线路本体、附属设施、电力设备、所处环境等的检查与巡视,明确掌握巡查范围内输电线路的具体运行情况,对输电线路运行期间存在的故障问题第一时间发现并上报,为线路的稳定可靠运行提供保障。
现阶段输电线路巡查作业开展,具体包括故障巡视、正常巡视以及特殊巡视3种方式,在以往工作期间,无论开展哪种类型巡视,所采用的模式均为人工地面巡查,只有在突发特殊情况时,才会出现人员登塔巡视的情况,此巡查模式的应用无法发挥出巡检工作的最大作用与功能。传统人工巡检方式的应用,无法与现阶段不同运行状况线路的不同巡视要求相契合,影响到巡检工作开展有效性,无法帮助电力企业精确且及时的获取输电线路的具体运行状态与情况,不仅造成人力资源的浪费,甚至对输电线路的稳定、安全运行产生影响。
借助无人机巡检技术,实现对以往人工巡检期间存在的问题与弊端消除与规避,通过对巡视过程的完善与强化,达到提升巡检有效性的目的。从巡检方式角度出发,无人机巡视的开展,大幅度降低电力企业人力成本的投入,并保障输电线路巡检效果达到标准要求,做到对实际输电线路的运行情况全面且精准的反应;从巡视制度出发,在具体巡检期间通过人工巡检与无人机巡检方式的结合,能够做到对输电线路运行状态的有效巡视,避免在巡视期间因巡检人员地面巡检而产生巡视不到位的现象。
2输电线路运维故障影响因素
2.1自然因素带来的影响
暴雨、台风和泥石流等非常恶劣的自然环境条件,往往会造成一些较严重的线路故障。出现故障后,检修人员不容易寻找到有关故障区域,在雨水、冰雪覆盖的地区,即使找到了故障区域,工作人员维护电力线路也十分吃力。如果不能快速确定故障点,不仅无法尽快恢复供电,还有可能引起更严重的问题。例如,塌方严重的区域,如果没有及时找到故障原因,维修工作难以顺利进行。此外,雷电对线路也有着严重的危害。在雷电多发区,输电线路更易发生跳闸,复杂的地理形态特征更影响了这部分区域的电网可靠性。
2.2专业人员素质不足
信息化和自动化管理等技术在我国日渐得到完善和发展,它不仅可以高效地管理和维护电力线路,保障线路安全,还可以让工作人员在检修线路时省时省力。但是,目前,我国相关技术人员掌握的专业知识和专业技术还非常受限,存在专业知识与智能化电网发展不匹配等问题。要适应技术的发展,运维人员就要不断学习有关电力线路方面的先进技术和前沿知识,还需要熟练操作相关设备,以便能够在较短时间内找出故障区域。有时,常规的工作方法不一定能完全解决问题,因此检修人员还应该牢记电力线路中出现故障的具体位置和应对方法,以更好地胜任本职工作。
2.3线路外破隐患
一些外部原因,如高速公路、高铁等施工会影响电力线路的安全,工作人员没有按照规定正确使用大型施工机具也会对电力线路的安全造成严重的威胁。因此,许多电网企业安装了在线监测装置,这样能够更加有效地监控电力线路中的重点区域,防范外破风险。同时,还利用无人机定期查看重要地域,对外破隐患的排查加大力度,从而降低外破隐患给电力线路造成的危害。
3机载激光扫描技术
三维激光扫描技术是测绘领域继全站仪、GPS技术后的又一次革命产品,被称为“实景复制”或“逆向工程”技术。近景摄影测量是其部分领域的竞争产品。该技术能够真实描述扫描对象的整体结构及形态特征,快速准确地生成三维数据模型。
三维激光扫描技术是一项通过非接触式高速激光扫描测量,以阵列式点云的形式获取物体表面三维空间数据的新技术,可以大大的提高测绘效率,获取海量点云数据。作为一项新兴测绘技术,三维激光扫描技术发展于九十年代,又称“实景复制技术”,无需反射棱镜即可快速对待测结构进行整体扫描并获得其空间坐标及表面信息,进而获得高精度的扫描点云数据,然后将测定数据构造成三维模型。采用机载激光扫描技术,可以将传统的被动测量、间接测量有效转化为主动测量、直接测,具有一定的现实意义。
4输电线路运维巡视中无人机技术应用优势
现阶段人工巡检方式的应用已经无法满足当前输电线路稳定运行具体需求。所以,需要借助无人机巡检技术来完善巡检工作。借助无人机巡检技术,实现对以往人工巡检期间存在的问题与弊端消除与规避,通过对巡视过程的完善与强化,达到提升巡检有效性的目的。
无人机在电力输电线路巡检中的优势:
(1)免受地形限制。全方位巡查电力输电线路,所获得监测数据具有时效性,这就能够切实提升电力输电线路巡检工作质量与效率。
(2)免受天气影响。能够满足恶劣天气条件下的巡检需求,即便是人工巡检难度较大的项目,也可通过无人机作业来解决,更具安全性与可靠性。
(3)线路检查迅速。在电力输电线路巡检过程中,通过无人机的应用能够实时化的监控线路及设备等故障,在第一时间获得信息数据,向管理中心传送,便于管理中心就数据进行汇总分析,从而探寻故障解决的可行路径,这就保证了电力输电线路故障处理的准确性、及时性与可靠性。
(4)便捷易操作。无人机的使用具有一定便捷性,小型无人机可随身携带,大型无人机则可通过车辆来进行运输。
(5)可扩展性。无人机具有可扩展性,能够作为搭载平台来对监控装置进行安装,能够检查线路故障问题,测定沿线树木高度等。将无人机应用于电力输电线路巡检中,能够对巡检作业质量加以保证。
5机载激光扫描技术在输电线路运维中的具体应用
三维激光扫描技术不断发展并日渐成熟,三维扫描仪的巨大优势就在于可以快速扫描被测物体,无需反射棱镜即可直接获得高精度的扫描点云数据,如此则可以高效地对输电线路运维进行三维建模和虚拟重现。
5.1快速检测紧急缺陷
从输电线路运维工作来看,安全距离的快速检测是有效运维的重点。在该项目中,工作人员依靠机载激光扫描技术,结合《架空输电线路运行规程》的相关内容,对该线路走廊内以及周边的地面、建筑物、植被等进行了直接测量,并在点云数据所构建的三维模型中,对紧急缺陷问题进行了快速分析,确保可以及时发现潜在故障威胁,争取避免故障发生。
5.2运行工况的实时分析
从输电线路运维角度来看,自然环境的变化是影响输电线路运行效率的重要因素,可能会造成跳闸等严重后果,并且在恶劣的天气环境下,输电线路检查也存在较大难度。而在机载激光扫描技术中,输电线路运维工作模式被进一步改变,增强了输电线路运行工况的实时分析能力。例如在该项目中,受气温、湿度、导线负荷量等引发的导线弧垂悬链线形态呈现动态变化,为了可以正确的评估输电线路安全性,工作人员可以通过点云数据生成的模型,模拟不同天气条件下输电线路出现的导线弧垂变化,并依靠拟合算法等,将气温下降、气温骤升、风速变化等数据加入其中,确定瞬时工况下的应力参数。
6结束语
总体而言,无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用,人工巡检的不足得以弥补,促进了巡检工作质量与效率的提升,巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。无人机机载激光扫描技术是现阶段较为新颖的技术,相对于传统全站仪、RTK技术而言,具有非接触式、效率高、速度快等优势,在输电线路运维中发挥着巨大的作用,可以实现运维工作模式的变革。
参考文献
[1] 徐影 吴钊.基于机载激光扫描的GIS目标数据重建[J].激光杂志,2017(09)
[2] 彭向阳.基于无人机激光扫描的输电通道安全距离诊断技术[J].电网技术, 2014(11)
[3] 谢瑞.机载激光扫描与航空影像的融合分类与精度分析[J].同济大学学报(自然 科学版),2013(04)
[4] 杨小龙.针对高压输电线路技术无人机巡检的运用简析[J].通讯世界,2019(11)
[5] 于德明.输电线路直升机激光扫描三维成像技术的应用[J].高电压技术, 2011(03)
[6] 蓝宇.探讨机载激光扫描技术在输电线路运维中的应用[J].通讯世界,2019(03)