无人机在输电线路巡检中的安全技术研究

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:张鹏
[导读] 摘要: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。
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        摘要: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。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应用,需要保证作业流程的规范化,确保作业方法合理,从而为电力输电线路的安全可靠运行提供支持。
        关键词:无人机;输电线路巡检;安全技术
        1无人机巡检
        无人机巡检更为安全、速度更快、检测没有角度限制实战效果。从巡视类型来说,无人机巡视与人工巡视一样,可进行正常巡视、故障巡视和特殊巡视。
        1)正常巡视。与传统人工巡视相比,无人机搭载的高清摄像头可在几分钟内对某段导线或某一基杆塔全方位巡视,并在关键位置拍摄照片,如图1、图2照片比对,可以清晰查看输电导线、地线、杆塔、附属设施及通道情况。
       
        图1  无人机拍摄的线路缺陷图  图2  人工高倍望远镜巡检图
        2)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)。
        3)特殊巡视。突变气候下(气温骤变、暴风雨、大雪和覆冰等)或自然灾害(地震、泥石流等)及线路负荷有较大变化等特殊情况下,利用无人机对线路区段和部件巡视精准化。以红外测温为例,采用四旋翼无人机挂载专用红外测温仪避免人工红外测温登塔,人手轻微抖动造成测温取点有偏差。
        2电力输电线路巡检中无人机的应用
        (1)全方位巡检。在保证无人机优良性能的基础上,将其应用于电力输电线路巡检中,能够获得理想的应用效果,准确快速地找到故障点,为故障处理提供帮助。无人机的硬件主要包含两个部分,分别为地面站与机载,将可见光相机搭载于机载部分,能够全方位拍摄电力输电线路,获得图像,进行视频转换,对信号传输及无线通信模块进行模拟,向计算机系统中发送所拍摄的图像信息。以计算机系统和专业软件为支持,巡检人员可对图像进行实时化查看,依据无人机所拍摄图像来对电力输电线路的具体情况进行分析和判断,以保障电力输电线路安全运行。在电力输电线路巡检过程中,若存在特殊的巡检要求,则可通过无人机的应用来进行巡检,由巡检人员操控遥控器,控制无人机的具体飞行路径,从而躲避障碍物,精准找寻故障点。在应用无人机来开展电力输电线路巡检过程中,可结合实际需求来灵活调节可见光相机的焦距,保证目标位置清晰化,提高无人机所拍摄图像质量,满足电力输电线路巡检要求。待巡检完毕后,可于计算机系统中保存无人机所拍摄的巡检影像,能够弥补人工巡检操作的不足。
        (2)异物清除。就电力输电线路巡检的整体情况来看,在实际工作中一旦有异物存在于输电线路中,而并未在第一时间将其清除,则极易导致输电线路出现故障,甚至存在一定触电风险。一般情况下,由巡检人员通过人工方式将异物清除,以防范故障问题的出现,但此种方式下存在一定安全风险,极易威胁到巡检人员的生命健康,并且整个清除操作需要消耗较多的时间。以无人机为支持,对电力输电线路中的异物进行清除时,传统方式下主要是将激光二极管模组搭载于无人机的机载部分,发挥光纤聚焦作用,将异物烧断,针对激光二极管模组所发射的平行激光,通过凸透镜来实现光纤聚焦,以异物所在位置为光纤聚焦点,将异物烧断。随着科学技术水平的不断提升,传统异物清除的方法得以改进,多旋翼无人机中搭载的激光模组,以云台摄像头为支持,巡检人员对异物所在位置进行观察,调整无人机位置,锁定异物位置,保证激光模组焦点的准确性。
        (3)故障检测。以无人机为支持,能够更好地对电力输电线路实施故障检测,为故障的高效处理提供支持。红外线检测在电力输电线路金属探伤中具有良好的应用价值,为巡检工作的开展提供帮助,当电力输电线路中的某个点或者局部区域出现异常过热问题时,通过红外线检测法能够第一时间发现,便于采取有针对性的措施来进行处理。
        3无人机在巡检中的注意事项
        (1)规范作业流程。在电力输电线路巡检过程中,为确保无人机的安全性,需要在实践作业中积累经验,将无人机的作业流程规范化。在巡检作业之前,需要做好充分准备,就电力输电线路相关信息资料进行收集,包括线路走向、跨越、地形、气候等,保证巡检作业方案的科学化与详细化。在巡检作业过程中,必须要依照流程进行。由专门人员全面考察电力输电线路,核实杆塔、地标等信息,将无人机降落点确定,降落点不可存在危险障碍物,必须要保证地形平坦,场地面积达标,四周不可存在其他信号干扰,以免影响无人机巡检的准确性。起飞之前要勘测巡检线路环境、天气等,确保与无人机飞行的要求相符合,确保飞行安全。巡检作业人员在应用无人机进行巡检的过程中,必须要对电力输电线路巡检工作内容加以全面把握,客观分析实际情况,科学制定无人机飞行计划,在这一过程中需要考虑到特殊情况,以保证应急预案制定的合理性。在自主飞行的条件下,要合理设计无人机飞行线路。于降落点将巡检系统开启,由专门人员检查设备状态,确保稳定可靠,以确保飞行安全。返航之前需要就风向、风俗等进行分析,确保具备安全返航的条件。返航阶段需要对无人机飞行速度进行逐步调整,缓慢降低飞行高度,降落点无异常的情况下可进行降落。降落完成后将电源迅速切断,规范填写作业报告。
        (2)掌握作业方法。蓄电池容量因技术限制而存在一定局限性,无法满足无人机的长时间飞行需求,对于多旋翼无人机来说,其实际飞行时间一般在三十分钟以内,因此在应用无人机开展电力输电线路巡检工作时,需要对有限的时间加以科学的利用,以切实提升电力输电线路巡检工作效率。在应用无人机巡检电力输电线路的过程中,要做好线路以内防雷及绝缘子等的检查。无人机实际飞行过程中各项操作的开展必须要与飞行方案相符合,确保拍摄角度最佳,以满足电力输电线路巡检要求,提升巡检作业质量。应用无人机时必须要合理调整的飞行速度,尤其是与目标相接近的情况下,要适当减缓速度,调整无人机的角度,保证无人机飞行的稳定性,对无人机与目标物之间的距离进行准确判断,对云台进行科学控制,以确保依照电力输电线路巡检要求来进行拍摄。
        结束语
        输电线路巡检是保障电网安全运行的重要方式,随着电网的不断发展,输电线路所经过区域的不断扩大,如何保证输电线路的安全、稳定运行已经成为一个重要的问题。以往传统人工登塔的巡查方法,不仅工作量大,而且运行的时间比较长,无法提高实际巡查效率,特别是在对一些复杂区域进行巡查的过程中,还会面临生命安全威协。无人机的使用,提高了输电线路巡视工作的效率,保证了巡视人员的安全。
        参考文献:
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        [3]陈泌垽,范菁.无人机在输电线路巡检中应用的探索[J].电工技术,2019(03):80-81+85.
        [4]黄谨益.电力输电线路巡检中无人机的应用[J].电子技术与软件工程,2019(01):233.
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