摘要:当前,输电线路电压等级不断升高。为保证输电线路在稳定、安全的状态下运行,运用无人机巡检技术来提高输电线路的巡检速度和效果,从而在安全的环境下迅速完成线路巡检工作,为电网安全稳定运行提供科学的参考意见。
关键词:输电线路;无人机;巡检技术
引言
随着时代的不断发展,科学技术的不断进步,科技产品的应用已经覆盖到各行各业中。在电力行业中,电力线路的覆盖范围广,所处的地形相对比较复杂,部分地区自然环境极其恶劣,电力巡检部门每年都需要花费大量的人力物力对线路进行巡检,部分线路所处区域人迹罕至、交通不便,难以进行检修工作。此时,运用无人机进行电力线路巡检成为了我国当前输电线路巡检的一种重要的方式。无人机巡检的安全系数高,对输电线路的图像显示清晰明了,可以发现杆塔、导地线等部件的运行状态、快捷方便、实用性强。
1无人机的分类与运用特征分析
当前,用于输电线路巡视的无人机主要分为了固定翼,直升机与多旋翼这三种类型的无人机。其中,固定翼的无人机本身的荷载较大,且飞行速度快,续航时间更长,但是无法做到悬停。固定翼的无人机大多是用于对整个输电线路整体情况的巡视,当发现问题与隐患的时候,再作进一步地处理。另外,固定翼的无人机能够很好地被运用对对整个线路中违章建筑与树木情况的巡视,并且可以在灾后的应急评估中发挥作用,实现对救灾抢险信息的快速制作。
无人机直升机可以做到定点的起飞与降落,且可以完成空中悬停的操作,但是它的速度没有固定翼无人机的飞行速度快,续航能力也不如固定翼的无人机,因此不能很好地被适用于长时间的飞行。另外,无人机直升机的成本更高,操作难度更大。
多旋翼无人机飞行机动灵活、操作简单、悬停稳定性高,抵御阵风能力强,可以对线路杆塔、绝缘子串、金具等设备进行图像信息釆集,取得图像或视频供技术人员进行分析,也可在线路大型检修作业前进行勘测,提前检查设备状况,便于检修方案的制定。
2输电线路巡视检查的主要内容
2.1输电线路
地面与地基,回填土的缺少,下沉,膨胀与淹没;杆塔奠基的损坏,松动以及暴露。接地装置的断裂,破损,锈蚀与外露等等。
2.2相关设施
防雷装置的异常,失效与破损;防鸟装置的变形与破环不同监测装置的缺失与损环相关警告标示,拦阻设置的破碎,遗失与字体模糊等等。
2.3架空线路环境通道
建筑物、树木与导线的安全距离不足等;线下有危及线路安全的施工作业等;线路附近有烟火,有易燃、易爆物堆积等;采动影响区,地面出现裂缝、坍塌等情况;线路附近有危及线路安全的漂浮物等。
3无人机巡检新技术在输电线路运维中的相关运用
3.1目标跟踪技术的运用
输电线路运行过程中,加强对目标跟踪技术的运用,要有特定的电力巡检目标,快速进行电力巡检的跟踪和定位,实现自动导航,并以均值漂移的思想预测图像中某一视频序列的具体位置,促进全局搜索问题向局部搜索问题快速转换。无人机技术建立在图像处理技术和自动控制技术之上,为快速完成目标跟踪任务,工作人员需及时进行以下操作:利用无人机搭建计算平台,及时掌握目标图像信息,以此实现目标的检测;利用控制飞行器,稳定飞行到目标的正面位置,借助目标检测算法确定目标初始位置,由此实现多目标同步跟踪;结合地面摄像头数据,利用跟踪系统自动识别指定目标,从而实现高强度的无人机自动化跟踪。
3.2姿态控制技术的运用
广泛运用无人机进行输电线路的检查和巡视,精确控制无人机的飞行姿态,使线路运行路径稳定,有效减少了外界信息的干扰,保证了整个系统的稳定运行。例如,输电线路巡检中,相应人员将无人机姿态控制技术归纳为:(1)利用加速计、磁罗盘、陀螺仪等姿态传感器,采集相应的工作信息,充分发挥无人机跟踪精度高、稳定性强等特点,同时分析姿态控制技术要点;(2)借助地面站、遥控器等来设置姿态控制模式;(3)根据地面站、遥控器等指令信息,有效控制无人机的飞行姿态。图1为无人机巡检输电线路示意图。

图1为利用无人机巡检输电线路
3.3抗干扰技术的运用
为提升无人测控系统的抗干扰能力,加快数据传输,采用空中信道减少输电线路和杆塔磁场对传输信号的影响,采取抗频抗干扰措施强化干扰信息处理,全面掌握滤波器输出的信噪比,科学控制信号功率;及时整合图像信息和遥测信息,提高下行信道的抗干扰能力,采用有效的抑制干扰法,促进输电巡检工作的顺利开展。例如,某人员在巡检输电线路环节,有效渗透无人机抗干扰技术,且管理人员与基层员工共同见证了无人机抗干扰技术在输电线路巡检中的运用。双天线侧向技术,使得飞行更稳定,具有很好的抗磁干扰能力,即使在恶劣的环境下也能可靠运行,在遇到碰撞时会自动悬停,同时飞行中可实时采集红外数据和可见光,改变以往爬山涉水的巡检模式,大大提升了输电巡检效率。
3.4图像处理技术的运用
充分运用图像预处理技术和图像数据优化技术,检查输电线路运行中的杆塔和线路故障,积极掌握图像处理技术,不断提高巡检技术,快速进行巡检信息采集和处理。例如,采用无人机收集相应的工作信息,检查输电线路运行中的故障。掌握不断变化的输电线路走廊地貌,在复杂的外界环境中运用高精度的无人机技术识别图像信息,及时解决肉眼难以辨别的问题。运用图像处理技术,便于管理人员有效存储相应的巡检视频和照片,尤其是对悬挂异物、绝缘子破损、闪络痕迹等现象作出综合性考虑,实时掌握输电线路巡检工作进度,减少线路故障,保证输电线路运行过程的可靠性。
4无人机在输电线路巡检的应用前景
无人机可以实现在高空当中的多方位信息采集,能够有效地降低巡检工作的难度,从而保证工作人员的安全以及输电线路的稳定性。在一些相对恶劣的环境当中,无人机可以代替人工执行工作,因此,无人机在输电线路的巡检当中具有非常广泛的发展前景。无人机未来的发展前景相对良好,能够快速准确地发现故障的位置,并且进行高效的排查,而在针对输电线路某个路段或者一些设备当中的问题,无人机可以快速地进行故障判断,无人机能够实现输电线路的局部检测,并且实现自动化的巡逻巡检,提升了整体工作效率
5结语
无人机在输电线路当中的应用具有非常广泛的前景,未来可以实现自动化的检测,提升了输电线路检测工作质量以及工作的效率,同时提升输电线路整体的稳定性,因此,电力企业需要加大对无人机的开发和应用,提升无人机的应用质量。
参考文献
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