无人机巡检输电线路技术的应用研究

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:陈楷
[导读] 摘要:为了提高输电线路的稳定性和安全性,需要对输电线路进行全面的巡检,无人机在输电线路巡检中得到了广泛的应用。
        (肇庆市汇能投资有限公司  广东肇庆  526060)
        摘要:为了提高输电线路的稳定性和安全性,需要对输电线路进行全面的巡检,无人机在输电线路巡检中得到了广泛的应用。本文首先阐述了输电线路巡检的现状,然后分析了无人机巡检输电线路的功能,最后研究了无人机巡检输电线路技术的具体应用,无人机的应用可以降低巡检的难度,在恶劣的环境重要也能够持续工作,这就在很大程度上提高了输电线路检修的工作效率,并且减少了输电线路巡检的工作量。
        关键词:无人机巡检;输电线路;应用前景
        引言
        要想满足人们日益增长的用电需求,就必须在保证输电线路质量的同时提高输电线路的稳定性。输电线路一般都在户外,所处的环境比较复杂,这就为检修和维护工作带来了较大的难度,也会对维修人员的生命安全产生威胁。无人机在具体应用过程中不会受到地理条件的影响,可以对输电线路进行全面的检修和维护,能够在第一时间内发现输电线路的故障,有效提升的输电线路巡检的工作效率和工作质量。
        1输电线路巡检的现状
        在输电线路巡检中,人工巡检是一种传统的巡检方式,但是,输电线路分布较广,不同地理环境中都有输电线路,输电线路的长度也比较长,一般情况下,人工巡检的工作量比较大,并且巡检的难度较大。输电线路的人工巡检对工作人员的专业技术水平有着较高的要求,工作人员在巡检工作中经常出现工作不到位的现象,所以,输电线路的人工巡检难度越来越大,工作效率也越来越低,这就使得输电线路的巡检无法满足当前的要求。输电线路巡检中,还有一种巡检方式,即机器人巡检,这是一种新型的巡检方式,这种巡检方式主要应用于高压输电线路的巡检中,进而实现自动化的巡检,并且逐渐提高了巡检的精度。但是,机器人巡检技术还没有完全开发,现在的机器人巡检速度较慢,工作路程也比较短,所以,机器人巡检的工作效率较低,巡检的范围还需要进一步提升。在输电线路的巡检中,直升机巡检主要利用载人直升机完成巡检工作,直升机可以承载成像设备,拍摄输电线路的实际情况,这种巡检方式的成本比较高,还需要投入大量的人力资源,这种方式无法得到广泛的应用。除了上述三种输电线路巡检方式之外,还有无人机巡检技术,无人机巡检过程中,投入的成本比较少,工作效率较高,巡检的精确度也比较高,所以,无人机巡检技术能够在输电线路中得到广泛的应用。无人机巡检工作中,利用无线遥感设备和自身程序系统收集信息,并且通过相应的传输设备将收集到的信息传输到地面,正是因为如此,无人机可以完成一些具有危险性和单调的巡检工作,降低巡检人员的工作压力,有效提升输电线路巡检的质量和效率。
        2输电线路中无人机巡检技术的功能
        2.1无人机和地面工作站的功能
        在无人机巡检系统中,主要有四个组成部分,这四个部分具有各自的功能,发挥着不同的作用,利用人工遥控控制无人机的飞行路线和停留位置等,然后利用信息采集设备采集输电线路实际情况相关信息,在信息收集完成后,利用通信设备将收集到的信息传输到地面工作站,无人机在信息采集过程中,主要依靠工作人员的控制采集信息,完成各种指令工作。同时,无人机还可以对输电线路各个部分进行检查,利用发热击穿等方式检查输电线路中是否存在悬挂异物、断股和脱落等现象。无人机巡检系统中的地面工作站主要是用来遥控无人机飞行、保持无人机之间的通信以及引导无人机进行信息采集的,地面工作站可以实现对无人机的远程操控,这是无人机特有的功能,同时,地面工作站必须做好无人机信息采集的引导工作,确定信息采集的位置,收集输电线路中的所有信息,利用无人机展开输电线路巡检工作。
        2.2无人机的技术创新
        无人机巡检技术已经在输电线路巡检中得到了应用,但是,无人机的一些功能还有待完善和改进,还需要开发出新的技术,实现无人机的技术创新。首先,无人机需要具备自主导航的功能,在输电线路巡检中,可以进行自主悬停,有效减少人工对无人机的控制,无人机可以自动查找输电线路中的故障点,这样就可以使输电线路巡检体系更加立体化。其次,无人机需要具备避障功能,无人机巡检技术在具体应用中,需要避免与输电线路的碰撞,里面对输电线路造成二次伤害,这样可以有效保护输电线路,还可以在特殊天气中展开输电线路的巡检工作。输电线路的巡检工作在复杂的环境中展开,在一些恶劣天气中,必须注重输电线路故障的检测,所以,在特殊天气的巡检工作中,非常有必要利用无人机巡检技术,在无人机巡检技术的创新中,必须重视无人机在特殊天气中的应用。

再次,无人机巡检技术必须实现实时性,将收集到的信息及时传输到地面工作站,这就需要逐渐提高无人机的传输功能,实现信息的及时传递。最后,需要不断优化升级无人机巡检系统,逐渐提高巡检的工作效率,这与无人机的制作工艺有着密切的联系,需要着重考虑无人机自身的重力和旋翼的升力等问题。
        3无人机巡检输电线路技术的具体应用
        3.1无人机在输电线路巡检中的具体应用
        在输电线路巡检技术中,无人机巡检技术占据着重要的位置,具有良好巡检效果。无人机可以进行高空作业,全方位的检查输电线路,在巡检工作中,可以发现输电线路中的故障,避免巡检人员进行高空作业,保障他们的安全,还可以在很大程度降低工作强度,避免各种安全隐患的发生。在恶劣天气中,输电线路巡检工作的难度比较大,同时,雨水会淋湿塔杆,不利于巡检人员展开巡检工作,很容易产生安全事故,巡检人员的身体健康和生命安全得不到保障,这时,需要采取其他的巡检方式。在输电线路巡检中,无人机的使用不仅保障了巡检工作的安全,而且在很大程度上减少了训练时间,能够保证巡检工作质量,进而为电力系统的正常运行提供了有力的保障。作为全国电力无人机应用的引领者,肇庆供电局从2015年2月起,通过人员培养、技术开发、开展大规模精细化多领域应用等方式,对多旋翼无人机进行深入的探索实践。目前已建成全国首个集无人机管理、飞手调配、空域申报、大数据分析等功能于一体的现代化航空管理中心,首创无人机培训、作业、维护、日常管理、数据处理等一整套工作体系,共拥有作业无人机368架、飞手254人,机巡占巡视作业比例超过70%,坠机率控制在0.37%,每年可以对全市8685杆塔进行精细化巡检,实现以30%的劳动力完成90%的巡视任务,机巡总飞行里程超过21万公里,有效缓解结构性缺员与输电运维压力增大的矛盾,极大提高生产效率、巡视质量和线路运维健康程度,显著降低野外作业、高空作业导致的人身安全风险,对促进输电线路精细化运维、确保电网安全稳定运行具有深远意义。
        3.2无人机在输电线路巡检中的应用前景
        无人机在输电线路巡检中的应用可以有效进行高空作业,进行全方位的信息收集,在很大程度上降低了巡检工作的难度,为巡检人员的安全和输电线路的稳定提供了保障。对于一些巡线人员无法完成的工作,无人机可以发挥作用,代替巡检人员执行工作,这是因为如此,无人机巡检技术能够被广泛的应用到输电线路巡检工作中。同时,输电线路巡检人员在地面操作无人机,无人机利用拍摄功能拍摄输电线路的照片,根据拍摄的照片判断输电线路是否存在问题。无人机还可以及时发现区段和局部设备的故障,无人机的应用成本比较低,维修费用也比较少,具有较好的发展前景。对于处于复杂地形中的输电线路,巡检人员无法展开巡检和故障诊断工作时,可以应用无人机代替,这样可以快速,高质量的完成巡检工作,无人机巡检技术不会受到自然环境的限制,能够有效解决输电线路巡检中的问题,促进输电线路巡检工作的发展。
        结语
        由于无人机自身具有较多的优点,这些优点能够满足输电线路巡检的工作要求,所以无人机能够在输电线路巡检中得到很好的使用,具有良好的应用前景。输电线路巡检可以实现自动化,这就在很大程度上确保巡检工作的效率。同时,无人机巡检输电线路技术的应用可以有效提升输电线路的稳定性,所以,电力企业必须提高对无人机应用的重视程度,不断开发利用无人机巡检技术,提高无人机的质量,这样就可以为无人机巡检技术的应用提供保障。
        参考文献:
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        [3]邵瑰玮,刘壮,付晶,谈家英,陈怡,周立玮.架空输电线路无人机巡检技术研究进展[J].高电压技术,2020,46(01):14-22.
        [4]万卷益,李宁,杨毅东,王校鹏.无人机技术在输电线路巡检工作中的应用及展望[J].工程建设与设计,2020(02):269-270.
        作者简介:
        陈楷,性别:男 民族:汉 出生年月日:1986.08.19;籍贯:广东肇庆 作者单位:肇庆市汇能投资有限公司;单位省市:广东肇庆 单位邮编:526060;研究方向:输配网线路安全运维管理;现有职称:中级工程师(电力专业);准备评的职称:高级工程师(电力专业);学历:本科
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