电力输电线路巡检中无人机的应用方法分析

发表时间:2020/7/20   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:高滨 王建
[导读] 摘要:为更全面更高效的巡视输电线路,本文基于输电线路常见巡检方式,重点研究了无人机在输电线路巡检中的应用,具体介绍了无人机线路巡检系统的组成,并针对无人机在输电线路日常巡检作业中面临的主要问题,提出了一系列具体解决措施,最后并展望了无人机线路巡检的发展,以期对无 人机在输电线路巡检中的应用有所助益。
        (山东省电力公司枣庄供电公司  山东枣庄  277100)
        摘要:为更全面更高效的巡视输电线路,本文基于输电线路常见巡检方式,重点研究了无人机在输电线路巡检中的应用,具体介绍了无人机线路巡检系统的组成,并针对无人机在输电线路日常巡检作业中面临的主要问题,提出了一系列具体解决措施,最后并展望了无人机线路巡检的发展,以期对无 人机在输电线路巡检中的应用有所助益。
        关键词:无人机;输电线路;巡检;应用
        随着经济的发展,人口的增加,用电单位增多,输电工程数量也随之增多,伴随的是输电线路的增长,输电范围的扩张。应用以往的人工巡检,需要投入大量的人力,且伴随着极端天气和动物活动的威胁还会为巡检人员带来安全隐患。无人机的普及推广以及多旋翼无人机在输电线路巡检中的应用,解决了人工巡检中的问题。电力企业要在保障无人机及周边群众安全的情况下进行巡检作业,并在无人机操作中加入更多的科学技术,实现真正的自动化,解放人力,并且从多角度技术突破,才能保障巡检环节真正的高效、安全、准确。
        1 无人机技术概述
        1.1 无人机的优势与劣势
        无人机本身可以随时搭载任何的机械设备,在检查的过程之中,可以高效率完成任务,减少了人力资源方面的投入,因而我们应该广泛推广无人机。当然无人机也并非完美无缺,其本身也存在着一定的问题,本文对无人机在电力输电线路上展开具体的论述,有优有劣,要全面辩证地看待无人机的应用。在电力输电线路方面的应用,一般来说是对电力管道的巡检,将实况以各种不同的方式输送到总部,进行研究检验,然后做出相应的调整。无人机有它的优势,就是他的运行效率十分高,而且获得的数据信息等也势必要比人为操作有效得多,这是不可否认的;其劣势也比较明显,就是受到外界因素的影响比较大,而且机动性相对于人类来说比较差。
        1.2 无人机技术发展趋势
        在今后的发展中,随着各种新技术的涌现而出和不断发展,无人机技术将会更好地发挥各种优势,在电力线路巡视中将会起到越来越重要的作用。在未来,无人机巡视技术主要有以下两项发展趋势:一是向智能化的方向发展。针对无人机的飞行模式方面,今后应该加大对无人机的电动固定翼、导航方式等方面进行更深入的研究和开发,针对无人机的航摄功能方面,需要进一步对无人机的全自控系统以及自主缺陷识别等方面进行全智能的开发,从而提高无人机的技术和工作效率;二是发挥无人机的互补式应用。
        2 输电线路常见巡检方式
        目前,常见的输电线路巡检方式有借助信息化设备的人工巡检、借助检测仪器(红外成像仪和紫外成像仪)的巡检、借助新设备(直升飞机、机器人、无人飞行器)的巡检。 我国电力行业主要采用传统的人工输电线路巡线方式,该方式下巡 检人员常面临恶劣的巡检环境,存在巡线难度大、工作量大、记录数据多且不易存储等缺点。借助检测仪器的巡检方式,存在和人工巡检相同的巡线难度大、单一使用效果不好的缺点,但对巡检地理位置的依赖性小,提高了巡检的精确度和效率,减少了对巡检工人的经验要求,降低了作业强度,保证了人员 的安全,且数据便于记录和整理,巡线结果形象易懂。借助新设备的巡检方式主要是在直升飞机、机器人和无人飞行器上 搭载红外成像仪、紫外成像仪、摄像机等设备。该方式有着设备投人和人员培训费用大、技术不够成熟、巡检路径不完善、供能问题和自主越障能 力的限制,具有覆盖面积广、全面、多角度、高效、快捷等特点,但也带来了 巨大的挑战和困难,如巡线机器人的自主越障能力、自主行走能力,无人 飞行器如何自主导航和智能线路如何进行巡检。


        3 无人机巡检输电线路技术应用
        3.1 常规应用
        其主要是指对输电线进行常规的巡检,供电公司的技术部门依照输电线路的巡检计划,对其进行常规性和周期性的巡检。数据的收集、现场地形优化探查以及线路走廊的实时监控这些都是日常巡检的主要内容。由于我国地大物博,有很多地区都是崇山峻岭。因此,输电线路的走廊地形是非常复杂且多变的,同时这也给电力线路的巡视带来很大的难度性。电力公司工作人员由于受地形因素的影响,很难近距离的接近杆塔,所以根本无法细致的观察线路,同时也很难发现电路所存在的各种问题,这对输电线路的安全及输电线路的巡查效果都造成极大的影响。自从无人机巡检作业得到有效的推广,使其诸多的供电公司都从自身的实践情况出发,充分的利用无人机巡检输电线路设备及技术对积极的开展的线路的巡线工作。
        比如,某供电公司为更好的巡检山区的输电线路,曾购买了 5 台大疆精灵4 无人机和 9 架大疆 S900 无人机,使用至今无人机巡检了数百公里的输电线路,巡视输电杆塔 600 余基,并查找出缺陷 100 多处,有效的实现了无人机巡查的常态化。将其运用到输电线路的常规检查中,其优势体现的非常的明显,能有效的将航线动态规划系统及 GPS 定位导航系统结合起来,于此同时也将实际需求和模块化设计结构有机的融合在一起,实行自控结构优化,进而有效的降低电网故障巡检的风险和成本,极大的减轻工作人员的负担。
        3.2 电力设备运行维护中的应用
        为了确保电力系统的安全稳定运行,电力企业进行电力设备的平常巡检与维护是一项基本的工作。经过实行相关的运维,便于随时找出一些安全隐患及问题,并能够更好地解决。而在对企业中的电力设施、系统及电力路线的运维工作时,有效应用无人机,能够很好地免除由于运维工作者判断失误带来的电力设备的不稳定运行,无人机可清晰地观测出电力系统
        的相关设备及其运行状况,经相关的影像与图像资料能够了解线路的某根导线有没有产生断股,紧固零件有没有松动或损坏等问题,进而对于电力系统实际的运行状态进行精确的诊断工作,以这样的途径迅速找到产生故障的缘由与方位,便于对电力设备更有效地维护。
        3.3 雷击故障点查找
        输电线路巡检工作,主要针对线路本体、电力设备、附属设施及线路所处环境等进行巡视和检查,能够对输电线路的运行状态进行明确,及时发现输电线路运行过程中存在的问题,保证线路的运行安全。在输电线路巡检过程中,利用无人机巡检技术能够及时发现其故障点的所在,提高故障处理效率。下面我们就以雷击故障点的查找为例,分析一下无人机巡检技术的应用:一般来讲,是发生故障后,若运用人工望远镜巡检方法,对于悬垂绝缘子串雷击放电后,对于绝缘子烧伤、放电痕迹等的检测,是很难用望远镜来巡视检查的,检查结果也往往与事实不符。若采用人工登检,也只能对杆塔侧绝缘子串或金具进行有效检查,对剩余部位依旧存在盲区。
        结束语:
        人工巡检方式极为落后,已经不能满足新时期电力输电线路巡检工作的具体要求,无人机技术的应用俨然是一种必然趋势。鉴于当前我国电力输电线路巡检中应用的无人机技术存在着一些不足之处,大大影响到了无人机技术功能的发挥,电力输电线路巡检工作效果也处于较低层次,对此,电力企业应加强对无人机技术的研究和推广力度,弥补技术缺陷,使之在电力输电线路巡检中发挥实效,进而为电力系统的稳定可靠运行奠定坚实的基础。
        参考文献:
        [1]史梁, 蔡佳益. 电力输电线路巡检中无人机的应用[J]. 魅力中国, 2019(41).
        [2]廖俊杰. 输电线路巡检中无人机航测技术的运用[J]. 电子测试, 2019(12):99-100.
        [3]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, 000(001):P.233-233.
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