输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年3月9期   作者:郭俊慧
[导读] 无人机具备体积小、全方位的检查优势,而且可以同红外探测设备共同协作
        摘要:无人机具备体积小、全方位的检查优势,而且可以同红外探测设备共同协作,一起来完成相应的巡检工作,进而了解到整个输电线路的运行情况。基于此,本文对输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题进行分析,以供相关的工作人员参考。
        关键词:无人机;输电线路;巡检技术
        
        由于输电线路大多处于室外,环境相对复杂,检修和维护的难度相对较大,同时也会对工作人员的人身安全产生一定的危害。无人机的应用范围非常广泛,不会受到地理条件的影响,可以对输电线路进行更加全面的检修和维护,并且可以在第一时间发现输电线路的故障,与人工相比较,工作效率和工作质量都会更高,因此,在输电线路当中应用无人机是当前发展的趋势,也是研究的热点内容。
        
        1电力线路巡检方式和手段
        目前,输电线路检测的手段可分为人工线路检测、机器人线路检测、载人直升机线路检测和无人机线路检测。人工巡逻模式存在时间长、成本高、操作困难、操作风险大、工作强度高、效率低等问题。因此,巡检模式越来越不能满足线路巡检的需要。机器人巡线模式是高压架空输电线路的一种自动巡线模式。该巡逻模式虽然精度较高,但也存在着距离短、速度慢、穿越障碍物困难等缺点,限制了其应用范围。载人直升机线路巡检模式可以通过配备成像设备的直升机对传输线进行拍照。具有高效的输电线路巡检功能。然而,它需要大量的人力资源和复杂的管理和技术储备。因此,载人直升机直接启动巡逻模式尚未得到广泛应用。无人机以其机身小、成本低、负载轻、操作简单等特点,越来越受到电力企业的重视,在输电线路巡检领域发挥着越来越重要的作用。无人机是由机身上的无线遥控设备和程控装置操作的一种无人机系统。由于无人机可以携带图像采集设备和信息传输设备,采集到的巡逻信息可以传输到地面工作站。与载人飞机相比,无人机更有可能执行对人类来说太单调、太脏或太危险的任务。为了减少操作人员的工作量和危险性,无人机得到了广泛的应用。电力系统中常用的无人机主要包括无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机和无人飞艇。
        
        2无人机巡检技术应用现状
        无人机巡检技术实际上是近年来才开始发展的一项新兴技术,将航空、电力和通信等多个专业相互结合在一起,然后形成了一种高尖的技术领域。从当前我国的应用情况而言,国家电网企业在进行无人机巡线的研究中,也取得了一些阶段性的效果。相关人员利用直升机,搭设相机和成像仪对线路进行相应的巡检,而且从拍摄到的图片来看,可以鉴别出导线和杆塔上的各种缺陷。但是在具体应用的过程中,这种方式也存在着一些问题,如无法防雨、预防风力的能力比较小,我国部分电力企业就尝试着通过无人机的方式来巡检输电线路,但是在技术应用还有待提升。
        
        3输电线路无人机巡检中存在的问题
        这项巡检技术的应用可以看作是电网企业实行改造的一种方式,在应用的时候,可能会产生一些安全方面的问题。就整体而言,项目的安全技术和管理风险等都是影响项目顺利实施的关键因素。输电线路主要是三相交流电,变化的电场产生一些磁变的时候,会向四周激发,如若距离越近,那么磁场也会越大。通常情况下,两塔之间的线最靠近地面,那么这个地方的强度则是最大的,而且强度会随着距离的减少开始降低。输电线路产生电磁干扰最为主要的原因还是导线表面和线路部件表面不良接触所形成的放电行为。电晕的放电会受到气候的影响,这时候产生的效应就是无线电干扰,无线电干扰的实际会出现一些有害的,频率比较宽的电磁波干扰,对于设备会造成负面的影响。从目前无人机巡检的应用情况而言,还存在着以下的几个问题,配件台账编码、保养和无出库等缺乏完善的管理。要知道,无人机的飞行分析和故障管理等都需要专业人员对其进行智能化的管理。而且在运行的时候,要将采集到的数据、速度和时间等都详细地记录下来。但是这一般是以人工记录为主,这种方式存在着一定的缺陷性,无法保障数据录入的准确性。如若数据过多,没有统一的管理,这不利于检索和分析,也无法真正发挥出数据的驱动作用。


        
        4在输电线路巡检中应用无人机技术所具有的优劣势
        4.1在输电线路的巡检中应用无人机技术所具有的优势
        无人机技术应用在线路巡检工作中,最关键的一点就是要借助自主导航的飞行与自动悬停两种技术,通过旋翼无人机这两种技术能够执行巡视与检测的任务,从而能够以最快的速度找到输电线路中所存在的一些问题,需要注意的是,两种巡检技术在一些特殊天气中仍旧可以提供完整的数据。除此之外,在使用无人机技术进行巡视时,线路管理人员可以通过高清的录像来进行实时检查,进而对相关数据做有效的汇总,从而使数据得到优化处理。当使用人工方式进行无人机的操控时,它可以按照实际设定的一些路线进行集中化检查,最终保证输电线路得到全面巡检。
        4.2在线路巡检中应用无人机技术所具有的劣势
        虽然在输电线路的巡检中应用无人机技术有着较大的优势,但是实际上仍旧存在着一定缺陷,其中最主要的就是有关时间节点的问题,通过无人机进行线路的巡检工作时,大多工作时长比较短,同时在进行工作时还可能会因为无人机的体积而产生影响。无人机使用的电池容量通常较小,从而会影响巡检持续的时间。而且,无人机可控区域较小,通常在一千米的范围内,倘若巡检范围超过一千米,那么无人机巡检的数据便可能会失真。而且当前还无法对无人机所采集的数据图像进行精确的漏洞分析,从而使传输过程中出现的一些问题得不到及时纠正。
        
        5无人机巡检技术在输电线路中的应用
        5.1常规化的应用
        无人机当前通常被用于常规化的巡检,电力企业中的相关部门按照线路巡检的计划,借助无人机来做常规化以及周期性巡检。其中收集数据、对现场的地形进行优化与探查以及实时监控输电线路走廊状况等都属于常规化巡检的内容。因为实际环境以及地形影响,工作人员很难真正的和杆塔实现近距离接触,因此无法细致观察输电线路状况,更无法发现其中存在的一些问题,进而对线路安全运行与巡检效果产生较大影响。但随着无人机巡检技术的推广与使用,许多电力企业都开始根据自身实际情况,充分利用无人机来对输电线路的设备与技术进行巡视、检查。在输电线路的常规化巡视与检查中应用无人机技术,实际上具有较为显著的优势,可以实现航线动态与有效的规划,并与GPS定位系统实现高效结合,除此之外,还可以把实际的需求和模块设计的结构进行有机融合,从而对自控的结构实现优化,最大程度降低输电网络中故障检测的成本以及风险,同时还可以减轻相关工作人员实际负担。
        5.2特殊以及细微性缺陷的检查
        细微与特殊缺陷的检查大多是通过无人机挂载功能模块来对输电线路中一些特殊区域或者情况进行的巡视、检查,同时,有些时候无人机的巡检技术还需要执行辅助线路检查人员的工作等特殊任务,这种任务的原理就是将陀螺稳定式红外线的成像设备与可视化监控器安装于无人机上,从而在飞行过程中可以对输电线路进行检测与录像等。
        
        6结束语
        无人机巡检是一种非常新型的技术,在具体应用的过程中,可以降低现场工作人员操作的难度性,提高了整体的巡检效率。而在未来的发展中,电网企业还应该加大对专业人员的培训力度,构建一支技术精湛的无人机巡检队伍,这样才能真正发挥出这项技术的应用优势。

        参考文献
        [1]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.
        [2]郑贤龙,汪旭旭,叶鹏涛.输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题分析[J].电气开关,2018(3):92-94.
       
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