特高压输电线路巡检无人机安全技术研究

发表时间:2020/8/5   来源:《中国电业》2020年8期   作者:庞涛 郭栋
[导读] 随着我国经济的高速发展,高等级、长距离、大变电容量、特高压、高安全输电线路越来越多。
        随着我国经济的高速发展,高等级、长距离、大变电容量、特高压、高安全输电线路越来越多。传统的人工巡检工作量大、条件艰苦,特别是针对于位于山区和大江大河的输电线路,人工巡检存在很大困难。随着科技的发展,无人机逐渐被推广应用于特高压输电线路的电力巡检中,研究无人机电力巡检技术具有十分重要的意义。本文从无人机技术的发展现状出发,针对特高压输电线路的无人机电力巡检技术进行了分析,以供参考。
关键词:特高压;输电线路;无人机;巡检
1当前无人机的发展情况
        所谓的无人机,指的就是无需人力,可以自动驾驶的飞机,对其控制的方法主要是通过遥控设备以及设定好的控制装置进行操控,不需要人来驾驶,只需要在无人机上安装控制设备、定位设备、自动驾驶设备等就可以对其进行跟踪定位,而当数据进行传输的是时候则需要遥控人员进行指挥。无人能及在起飞的时候可以像普通飞机一样,也可由母机带领放飞,且无人机可以多次循环使用,省时省力。将无人机应用到输电线路的巡视中是小型无人机主要的应用途径。在最近几年,随着小型无人机的迅猛发展,应用在输电线巡逻上的数量也越来越多,尤其是在一些地形复杂、巡视人员进入困难的地区,无人机的使用效果更加好。由于无人机的造价低、易操作,不易出现故障,将其应用在输电线的巡视中,不但能够缓解紧张的劳动力,但能有效的提高电力企业巡视的效果,对促进电力企业的发展起到了积极的作用。
2现阶段无人机务检模式及改进建议
        无人机巡检主要有四种形式:第一,通道监测;第二,精细扫描,第三,故障排査;第四,特殊任务。通道监测,指的是对那些围绕管道而产生的工程以及故障展开的具体的监测;精细设描则是对线路或者具体的目标进行精确排查;故障排査顾名思义就是寻找故障点,观察其受损程度以及故障原因;特殊任务主要指在自然灾害中,其根据指令进行受损情况调査以及设备监测等,辅助人类战胜自然灾害。精细扫描、通道监测要以监控对象的状态而决定具体的工作是次。故障排査以及特殊任务则是围绕故障以及具体的特殊任务而具体进行。
        但是目前在各种工作模式当中,无人是巡检还是存在一些弊端,主要是巡检手段单一,操作上以人工操作为主,在不断调整无人机的同时,要使其接近目标进行拍摄,不过这样获得信息存在如下不足:第一,因为是人工操纵,无人机受操纵者水平影响明显,一旦操作不当就会导致无人机刮擦电线,对线路造成一定的伤害,这也使得这种工作出现明显的不确定性积危险性;第二,在信息采集过程中,大部分都是通过可见光光波形成的具体信息,地理信息缺失,并且一些数据无法量化,无法真正有效达到实际巡检要求;第三,在具体操作过程中,飞行器获得图像等信息资料没有进行有效的组织和管理,不利于巡检数据的分析使用、信息挖掘以及重复利用。
        对这些不足笔者认为可以从以下三个方面入手解决:第一,在无人机代替人工采集数据时,要具体植入GIS一而且要实现摄像角度的转动自如;第二,根据巡检对象设定具体的GPS,实现飞行器定向飞行,最终形成信射影像,方便测量;第三,在管理上实现数据库管理,将所得资料进行分类存放,企业可以据此进行精确査找,数据随时调用,为具体工作提供参考。具体技术流程如图1所示。
图1无人机电力巡检技术流程图

3无人机电力巡检技术的具体应用分析
3.1精细巡检
        精细巡检的主要内容包括杆塔本体和基础、接地装置、绝缘子、导线线路金具以及附属设施,通过操控无人机进行近距离影像数据采集,可以收集已知线路路径信息(地理位置、杆塔高度等信息),并将这些信息通过程序写入到无人机飞控系统中,控制无人机到达预设位置来进行影像数据采集。
        但考虑到电网安全和无人机定位误差的影响,精细巡检主要是采用无人机飞控程序自动控制和人工操控相结合的方式进行:无人机飞控程序控制旋翼无人机到达已知线路路径信息的目标杆塔上方15m的位置,再切换到人工控制旋翼无人机进一步靠近目标杆塔并调整云台角度,并根据具体的巡检任务获取相关影像。采用这种半自动的精细巡检方式能极大程度上提高无人机巡检效率,保障巡检线路安全,减轻了巡检人员劳动强度。
3.2通道巡视
        通道巡视内容包括线路走廊安全距离范围内出现违章构建筑物、违章施工等,通道内出现污染源、防洪排水设施坍塌、道路桥梁损坏等,如果只通过无人机所采集的原始影像,难以对可能的危险源和线路路径之间的相对位置关系进行分析和判断。因此,在无人机进行通道巡视过程中除了采集原始无人机影像外,应进行相应的数据航飞设计进行航空摄影测量生成相应的正射影像成果,生成成果可用于距离、面积量测,辅助巡检人员进行通道内线路隐患信息的判别,提高巡检人员现场事故处理的响应效率,并能作为现场事故处理、隐患事故追责的有力凭证,减少不必要的民事纠纷。
3.3故障巡检和特殊巡视
        故障巡检和特殊巡检相较于日常巡检而言是根据线路故障和特殊巡检需求而开展的,对线路巡检的需求更具针对性和现势性,提出了更高要求。
        除了使用半自动化精细巡检的方式获取钉销级缺陷、通过生成的高清正射影像获取通道的环境信息的方法外,根据现场情况进行高清视频的实时图传和现场视频直播,全方位辅助管理人员进行快速应急响应和现场决策。
3.4无人机巡检数据的管理和应用
        无人机所采集的影像资料和生成的影像成果具有高分辨率、高时效性、海量数据等特点,地理信息系统综合管理平台可利用其所在的地理位置信息,将其和基础地理信息数据(如遥感影像资料)和电网基础数据等多源数据进行统一的管理和应用,包括实时查询检索具体杆塔位置所拍摄的影像资料;利用无人机生成的正射影像对基础地理信息进行实时更新;历史影像资料数据的多维度管理和查询;辅助判读杆塔缺陷的状态和空间位置信息;对通道内隐患相对于电网路径的空间位置关系查询;将所得到的杆塔缺陷隐患分析结果结合其空间位置信息、所属线路路径、杆塔编号、所在行政区域、缺陷隐患类型和紧急程度、判读影像资料生成相应的巡检结果报表并输出。
        地理信息系统综合管理平台为无人机影像资料的管理和应用提供了一套科学、完整的解决方案,能将无人机数据进行组织化和集成化管理,极大程度提高无人机数据的管理水平;数据的价值得到了充分的挖掘和应用,并辅助管理人员进行快速判断和决策。
4结语
        特高压输电线路是电力传输的根本,对于特高压输电线路的巡视是一项强度大、要求高的工作,它不但关系着企业的经济效益,还关系到百姓的用电安全问题。因此就要求工作人员一定要细致细心。在长期的巡视工作中,电力人员高强度的工作难免会出现一些巡视质量不合格的情况,因此将无人机应用在特高压输电线的巡查中不但能够有效的提高巡视的效率,还能够及时发现其中出现的隐患,对于供电的安全有着不可替代的作用。
参考文献
[1]毛鹏飞. 初探输电线路无人机巡检实时通信技术[J]. 通讯世界, 2020(10).
[2]黄唐含. 高压输电线路无人机电力巡检技术研究[J]. 百科论坛电子杂志, 2019(06):406.
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