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摘要:我国经济发展水平的提升促使我国的电力行业迎来发展契机,随着输电线路分布的愈发广泛,实现我国供电范围的不断扩大。但是因自然条件等因素限制,使得部分地区输电线路无法依靠人工巡检方式完成,并且现阶段人工巡检方式的应用已经无法满足当前输电线路稳定运行具体需求。所以,需要借助无人机巡检技术来完善巡检工作,避免巡检期间受到地理、气温、天气等条件影响,提高故障巡查精准度,实现输电线路整体运行情况的全面掌握。因此,进行无人机巡检技术应用的深入分析,具有至关重要的现实意义。
关键词:无人机;输电线路;巡检;应用
输电线路的运行状况直接关系到电力系统主网的安全运行。长期以来,我国输电线路巡检都是采用人工方式,工作量与工作难度较大,有时还威胁巡检人员的生命安全。为有效解决这一问题,需要将无人机技术运用到线路巡检工作中,进而提高线路的运行质量,确保工作人员的生命安全,促使电力企业获得高效发展。
1输电线路巡检技术概述
1.1输电线路巡检的重要性
输电线路是电力系统的重要组成部分。因为输电线路的运行环境比较恶劣,建设区域内的地形地貌也比较复杂,线路运行中不但要承受正常的机械载荷和电力负荷的内部压力,还要经受雷击、强风、污秽、滑坡及鸟害等外界侵害,这些情况将会使线路上的各个元件老化。因此,一旦在安全巡查的过程中没有及时发现线路存在的问题,就会对电力系统的供电质量产生影响。通过对输电线路的巡视检查来了解线路的运行状况及周围环境的变化,及时发现设备缺陷和隐患,从而预防事故发生,保证线路的安全稳定运行。
1.2无人机输电线路巡检
输电线路中采用无人机巡视,有着传统巡线方式无法比拟的优势。第一,不受外界环境因素的影响和制约。由于很多线路都建设在室外环境,一旦遇上大雨和暴雪等天气,工作人员将无法完成安全巡视工作,而使用无人飞行机设备,就可以避免这些不利的因素,减少因安全巡视工作而造成的意外和伤害问题。第二,无人机的灵活性。利用无人机通过多角度不同的位置的观察,就可以发现线路中存在的缺陷、隐患。第三,是无人机具有作业速度快、测量数据量大、自动化程度高等优点。第四,无人机与各种可见光和红外测温设备搭配进行巡检任务,可以全面了解输电线路运行情况。通过无人机对输电线路拍摄出来的影像图片,可以对输电线路存在的缺陷问题进行及时的发现和解决。第五,无人机巡检可以降低巡检成本,最大限度地减少线路故障造成的损失,保障输电线路的正常运行。因此,无人机非常受电力系统的欢迎。
2电力输电线路巡检中无人机的应用
2.1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。
2.2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。
2.3故障检测
在输电线路检测过程中,无人机发挥着关键作用。无人机有3种检测方式:(1)使用雷达检查故障;(2)通过摄制视频检查故障;(3)使用红外线检查故障。雷达探测可提升传输线路的定量测量精度,雷达距离测量装置可精确测定传输线路和四周障碍物间的距离,为传输线路的维持与安装获取数据参考。视觉相机通过无人驾驶飞机或是地面天线传送照片或是视频,计算机通过通信模块采用专门的软件录像观察。在红外线检测方面,该技术帮助检查员展开红外线成像分析,在线路金属探伤方面具备较高的应用价值。
3无人机巡检发展
目前,无人机巡检正在研发的缺陷自动识别和研判系统将为无人机巡检开拓新的发展空间,续航能力、飞控距离有限、整理无人机巡查输电线生成的海量视频数据、图像信息难题、缺陷的研判等一些现实问题在输电线路巡视、检修有着广阔的应用前景。1)中继无人机、任务无人机协同巡检作业,为穿越山区架空电力线路巡检提供便捷,实现复杂地形远距离、长航时,超视距输电线路巡检。2)基于视觉的自动智能无人机检测系统发展。借助无人机和遥感技术,J2EE技术,采用多传感器集成方式,提高线路巡检整体质量和安全水平。可视化辅助系统——输电线路无人机超视距巡视智能操控系统,内置多种智能业务化作业模式,实现航线自动规划、一键起飞、自主作业、自动返航、断点续飞、智能避障等特点,实现输电线路的超视距智能巡视。输电线路智能运检管控平台提升精细化巡检的管理水平。
4结语
目前,国家对于无人机的发展重点关注,重点发展。伴随着经济的飞速发展和科技的进步,无人机巡检输电线路的技术水平也在不断提升、完善。在人工巡检过程中,由于观察角度以及巡查人员的水平限制,效率远远小于无人机巡检的排查。无人机巡检排查降低了成本,提升了效率。国家电网在无人机技术和人才培养方面着重进行培养,恰恰说明无人机将迎来新的发展应用阶段。
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