针对高压输电线路技术无人机巡检的运用简析 曹阳

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:曹阳 孔令达
[导读] 摘要:经济发展速度的不断加快,使我国对电力能源的需求不断的增加,因此在我国大范围内架设高压输电路网络,才能够满足社会对电力能源的实际发展需求。
        (国网呼伦贝尔供电公司扎兰屯输变电工区)
        摘要:经济发展速度的不断加快,使我国对电力能源的需求不断的增加,因此在我国大范围内架设高压输电路网络,才能够满足社会对电力能源的实际发展需求。但是高压输电线路检查与维护工作比较复杂,为解决该问题,引入无人机巡检技术势在必行。
        关键词:高压输电线路;无人机;巡检
        高压输电线路电网检查与维护工作对其能够安全、可靠的运行产生了直接的影响作用。但是受到高压输电线路网络覆盖面积不断扩大、涉及地域地形地貌复杂性不断提高以及各种自然恶劣天气的影响,传统人力巡检的方式已经无法满足巡检要求且危险系数较大。因此,本文将对高压输电线路中无人机巡检技术的运用进行简要分析。
        1无人机技术
        无人机即无人驾驶飞行器,其结合了快速光谱照相、红外感应以及故障监控功能,对一些比较复杂或者比较危险的区域进行实现监控拍照,将照片回传计算机端,方便操纵者对施工环境进行掌控,推出更加安全合理的工作方案。其具有高空、遥控、智能特点,属于高度机电一体化产品。这种技术对于那些管理范围比较大,受自然情况影响明显的工程来说,具有极大的优势,可以节省人力、财力和物力,降低施工企业的施工成本。目前,无人机技术已经在军事中大量使用,逐渐地扩散到经济领域,被相关企业用在了巡检工作当中,其中比较典型的就是高压输电线路的巡检。
        无人机能够安全飞行,准确施工,需要一个庞大的系统支持,对于巡检工作来说,需要航空遥控、输电、GPS、GIS、信息技术、通信技术、红外遥感、数字监控等技术融合,才能确保实现飞行器的顺利飞行,使其能够按照操作命令进行具体的检修、修复操作。最为重要的是,该设备可以实现监控目标状态以及故障判断,而且对自身故障也能进行分析确认,并能够为维修人员提供具体的维修方案。
        2高压输电线路巡检
        高压输电线路巡检,主要是对铁塔、支架、导线以及其他一些附带设备进行故障检测,确保高压输电线路持续畅通,保证供电的可靠性。高压输电线路的巡检具有范围广、受天气影响明显等特点,且在具体的检修维护工作中具有极大的危险性。特别是一些偏远山区的高压输电电线,巡检人员往往要跋山涉水,对体力是一个绝对的考验。无人机的使用无疑给巡检工作带来了很多方便,其具有安全、快捷特性,明显地提高了巡检效率,而且结果精确,修检质量高。最主要的是,无人机可以不断地采集巡检数据,这些数据回传数据库,为电力企业综合管理电网提供了具体的支持。
        3高压输电线路无人机巡检技术的运用
        3.1在高压输电线路技术巡查中的实际运用效果
        在进行高压输电线路的巡查过程中,推广使用无人机设备,能够达到全方位、无死角、多角度的从高空广阔视野采集高压输电线路信息的目的,从而减轻高压输电线路工作人员巡查的强度、尽可能减少安全事故的发生,并进一步的提高巡逻检查的效率与质量,强化在极端恶劣的狂风、暴雨天气中的实时检查能力,减少巡检人员涉足危险环境的同时,也能够尽可能的保障高压输电电网的安全、稳定运行。除此之外,通过推广无人机在高压输电线路巡逻中进行广泛使用,将进一步降低人力资源的消耗与人力巡逻成本的支出,保证高压输电电网的稳定运行,确保故障发生的第一时间可以得到快速的解决。因此,在高压输电线路巡检中引入无人机巡查技术颠覆了传统的巡查方式,对电力工程的发展影响深远。
        3.2管理和应用无人机巡检数据
        无人机拍摄的影像像素高、角度灵活,同时还能存储大量的相关数据。对这些数据影像进行统一管理,是提高应用效率的关键。

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。
        3.3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15m,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。
        3.4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。
        3.5在高压输电线路中无人机巡检技术的发展前景
        首先在高压输电线路中引进无人机巡检技术,将能够在故障发生的第一时间高效、快速、真确的找到故障位置,能够对可能引发故障的地点进行及时的巡检,提高了高压输电线路的稳定性。其次,若高压输电电网的某个路段或者局域设备发生故障,无人机能够快速对故障进行定点,并且该过程成本低、速度快、效率高,操作安全、可靠。然后,无人机可以在高压输电线路的绝缘子或某个特定位置进行准确的对应悬停检查,该方法操作便捷,可以降低检查人员的工作负担,在一些恶劣的极端气候环境中无人机更不会受到天气影响,因此更具有巡检优势。最后,在无人机内部安装的陀螺稳定可见监视器与红外线成像仪设备可以承担对高压输电线路的实时监测、检测、录像、巡检等工作,还可以克服复杂地形地貌进行巡逻检查,从而避免人工检查时发生危险,也可以进一步的提高高压输电线路检查效果,确保高压电网运行的稳定性与可靠性不受影响。
        结语:
        无人机巡检因为拥有智能元素,在很大程度上改善了传统巡检的弊端,在未来这种高科技的巡检技术将普及开来,不过目前无人机还处在发展初期,还有很多不足之处,须研发一款综合性能的电力系统专用无人机设备。在进行高压输电线路中引进无人机巡检技术,将有效的提高故障的查询效率与处理能力,保证高压输电电网能够稳定、安全的运行。
        参考文献:
        [1]黄俊璞,林韩,宋福根等.输电线路上方无人机巡检避障策略.电气应用,2015(23).
        [2]赵晋鲁.输电线路无人机巡检路径规划研究及应用分析.经营管理者,2015(34).
        [3]郑武略,张富春,焦炯等.多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用.中国电业(技术版),2016(04).
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