无人机巡检输电线路技术的应用分析 喻韦铭

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:喻韦铭
[导读] 摘要:我国经济发展水平的提升促使我国的电力行业迎来发展契机,随着输电线路分布的愈发广泛,实现我国供电范围的不断扩大。
        (云南电网有限责任公司玉溪供电局  云南省玉溪市  653100)
        摘要:我国经济发展水平的提升促使我国的电力行业迎来发展契机,随着输电线路分布的愈发广泛,实现我国供电范围的不断扩大。但是因自然条件等因素限制,使得部分地区输电线路无法依靠人工巡检方式完成,并且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,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。也正因此,进行无人机巡检技术应用的深入分析,具有至关重要的现实意义。
        关键词:无人机巡检;输电线路;技术应用
        一、输电线路巡视中无人机应用的重要性
        无人机技术是通过无线电技术对不载人飞行器进行远程控制的技术,无人机本身具有成本低、易控制、小巧灵活等特点,因此在不同的领域都得了广泛应用,尤其在输电线路巡视中应用的效果更为突出。
        输电线路巡视中应用无人机可以极大地提高巡视效率,减少电力企业对于巡视资金的投入,在巡视过程中只需调动一小部分人和无人机即可,无需像传统的巡视那样耗费大量物力、人力。在人工巡视过程中需要登杆检查,因此导致了费用大大提高,使用无人机进行巡视,进行长达30km的线路巡视,相当于30个巡视人员一天的工作量,且面对复杂地形时不会受其影响,不仅有效缩短了工作时间,还减少了巡视工作的费用,为企业带来了更大的利润。
        采用无人机进行输电线路巡视,发现的问题较为准确,且可以及时通知相关部门进行仔细查看。无人机还可以对输电线路周围的树木、建筑进行排查,防止出现违规违章建筑、植被,从而使输电线路的安全运行得到更好的保障,防止恶劣环境对线路巡视造成影响。此外,无人机相对于人工巡视而言,范围更加广、更加全面,能从多角度进行巡视,如果遇到雷击等自然灾害造成的故障,无人机可以在空中及时发现故障位置,极大地提高了巡视效率和质量,减少了巡视人员的工作量。
        二、输电线路巡检中无人机技术应用
        (一)无人机参数
        多旋翼无人机依托于电动形式驱动,例如大疆经纬M300 RTK行业级无人机,机身最大荷载重量为2.7公斤,支持多负载平台,让负载配置更加灵活。经纬M300 RTK拥有55分钟长续航、强大机器智能及六向定位避障等诸多强项。全新行业版图传系统,带来远达15公里的控制距离,可实现三通道1080p图传。经纬M300 RTK最大飞行高度7000m,最大飞行速度23米/秒,抗风能力15米/秒,最大倾斜下降速度7米/秒,lP45等级防护。无人机云台位置可以搭载禅思H20T由热成像相机、激光测距仪、变焦相机、广角相机组成的混合传感器云台。
        (二)故障巡视
        根据故障信息确定重点巡检区段和部位后,无人机可以较为精细地查找故障点及异常情况;也可辅助完成鸟害、树竹、山火、外破等特殊巡视。人工故障巡视时,地面巡视人员主要借助望远镜对输电线路下表面的情况进行观察,而设备上表面就需要登杆塔巡视。登杆塔巡视不但效率低,而且对巡视人员的人身安全有一定的威胁。相对而言,使用无人机故障巡视可以在故障范围内近距离从各个角度清楚地发现设备缺陷及异常区域,免除人工登杆塔巡视的一系列繁杂过程。从实践经验来看,故障巡视时采用无人机,至少可以缩短30%的巡视时间,还能有效发现输电设备放电点(放电点处设备上会存在灰白色小点)。
        (三)作业系统
        目前所使用的无人机一般都是大疆系列的,采用四旋翼的机型。一般导航设备采用的都是GPS导航或者是北斗导航,但是GPS导航使用的更加广泛。当无人机获取到相应的图像时,能够实时的传输到液晶屏幕上,地面上的工作人员就能够第一时间看到巡检的情况。

采用无人机进行巡检的过程中需要准备一个作业车和至少两名工作人员。在具体的操作过程中主要采用无头飞行模式,该种操作模式十分简单且易上手。如果遇到山区较为恶劣的环境,视野情况非常不好,那么将无法进行正常的巡检。在巡检过程中如果相对某个区域进行高清拍摄,需要采用悬停拍摄的模式,无人机需要在平稳的状态下飞行。与传统的巡检模式相比,采用无人机的方式,更够更快更准确的获取信息。同时在使用的过程中能够降低人工成本,降低在巡检过程中发生事故的几率。对于不同的线路需要不同的巡检模块,虽然要更换模块,但是运行维护的成本非常低,维护起来也非常方便,而且无人机的体积较小,在使用的过程中非常方便,同时还不容易发生火灾。
        (四)应急抢险
        在输电线路运维过程中,难免会发生火灾、雪灾、旱涝等状况,例如在遇到特大雪灾的时候必然会遭受覆冰的影响,那么道路通行就会变困难、且人工巡视登塔检查也会受到影响,但在无人机的帮助下,它不受任何天气状况的影响,仅仅需要几十秒的时间就可以清楚观察到线路的状况,通过传达回来的图像观察输电线路和塔杆的状况,及时了解覆冰状况进行维护。同时在发生火灾的时候能利用无人机探测火灾的蔓延情况,根据火势的状况及时进行分析,并准确无误的找到发生火灾的倒杆区域,找到火灾中心位置,并根据传达的地理位置图像了解地理特征,为抢险争取宝贵的时间,并提高抢修效率,降低人工损伤率。
        (五)管理与运用无人机巡检数据
        无人机拍摄角度灵活且像素高,同时还能将相关数据进行储存。通过统一管理收集到的影像数据,使其应用效率得到有效提升。第一,使用GIS系统将无人机地理位置信息进行收集,使具体设备与其数据形成对照关系,便于后期确认故障点;第二,综合运用无人机拍照影像与具体设备以及地理位置信息等,获取具体的坐标信息,提高管理水平;第三,每一次无人机巡检收集到的数据要与前期的数据进行对比分析,确保整条电信以及整个电网的信息保持时效性,始终处于最新状态;第四,无人机获取到的历史资料要根据时间顺序进行储存,便于对电网发生故障的规章进行了解;第五,对杆塔数据进行判断,对其中存在的隐患进行分析,并确认具体位置、具体编号以及线路路径等,使杆塔管理水平得到提升。
        (六)对特殊位置进行巡检
        虽然在特殊巡检方面,当前的无人机技术还存在较大的应用盲区,需要不断进行改善完善,但该技术依旧能在部分特殊位置的巡检工作中充分发挥作用。其中,地线、线路上的挂点金具、特殊地段的绝缘子串销钉、常见故障位置等,均是该技术能够得以有效应用的特殊巡检部位。
        三、应用前景
        输电线路在巡检的时候,无人机巡检技术的应用范围在逐渐扩大,将这项技术应用到线路高空作业中,这样可以快速地找出线路的故障点,很大程度地减少了巡检的时间,提高了整个工作的安全性。同时,在实际应用的时候,也可以利用地面航模机来开展相应的操作,需要注意的是,一定要调整拍摄的角度,这样才能全面且系统地了解到线路的运行状态,然后告知工作人员具体的故障点。如若是在一些比较复杂的地形环境中,巡检输电线路的时候,人工操作的难度是比较高的,而在应用了这项巡检技术以后,能够及时地找准故障点,增强整体的运行效率。
        四、结论
        目前,国家对于无人机的发展重点关注,重点发展。伴随着经济的飞速发展和科技的进步,无人机巡检输电线路的技术水平也在不断提升、完善。在人工巡检过程中,由于观察角度以及巡查人员的水平限制,效率远远小于无人机巡检的排查。无人机巡检排查降低了成本,提升了效率。云南电网在无人机技术和人才培养方面着重进行培养,恰恰说明无人机将迎来新的发展应用阶段。
        参考文献:
        [1]周海峰.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(18):1238.
        [2]陈天添.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].科技与创新,2019,(4):154-155.
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