无人机在电力输电线路巡检中的应用

发表时间:2020/9/4   来源:《中国电气工程学报》2020年4期   作者:蔡晨
[导读] 无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用,人工巡检的不足得以弥补,促进了巡检工作质量与效率的提升
        摘要:无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用,人工巡检的不足得以弥补,促进了巡检工作质量与效率的提升,巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应用,需要保证作业流程的规范化,确保作业方法合理,从而为电力输电线路的安全可靠运行提供支持。
关        键词:无人机;电力输电线路巡检;应用
        引言
        无人机技术的产生进一步使得输电线路自身的巡视能力得到提升,所以针对工作人员来说,需要切实的认识到无人机技术的发展优势,使用不断完善无人机自身的应用路径和相关方法,充分的将无人机在技术上的优势发挥到位,这样才可以使其能够与未来线路巡检要求保持一致,并对其给予高度关注。
1输电线路巡视内容阐述
        巡检工作内容具体包括对线路本体、附属设施、电力设备、所处环境的检查与巡视,明确掌握巡查范围内输电线路的具体运行情况,对输电线路运行期间存在的故障问题第一时间发现并上报,为线路的稳定可靠运行提供保障。
        现阶段输电线路巡查作业开展,具体包括故障巡视、正常巡视以及特殊巡视3种方式,在以往工作期间,无论开展哪种类型巡视,所采用的模式均为人工地面巡查,只有在突发特殊情况时,才会出现人员灯塔巡视的情况,此巡查模式的应用无法发挥出巡检工作的最大作用与功能。传统人工巡检方式的应用,无法与现阶段不同运行状况线路的不同巡视要求相契合,影响到巡检工作开展有效性,无法帮助电力企业精确且及时的获取输电线路的具体运行状态与情况,不仅造成人力资源的浪费,甚至对输电线路的稳定、安全运行产生影响。
2无人机应用于巡检输电线路的技术优势
        无人机拥有自动导航和自动悬停技术,巡检时能够做到全方位的高空信息采集,多角度进行观察,高效率降低架空输电线路巡检工作的难度,最大程度上杜绝安全事故的发生,提升巡检效率和巡检质量。这种优势在极端恶劣天气条件下能够得到充分发挥。雨雪天气中,铁塔容易打滑,人工蹬杆走线容易发生危险。无人机能够代替人工工作,保证工作人员安全的同时,保障电网安全可靠地使用运行。在灾后道路不通、工作人员亲自到现场巡检有困难以及危险系数较高时,无人机能够发挥重要作用。许多工作能够在带电情况下完成,效率极高。
        在当前的技术条件下,巡检输电线路中应用最多的是遥控直升机和四旋翼无人机。下面将详细介绍这两种不同的无人机技术和功能。遥控直升机装备有图像采集和实时传输装置,装载的是普通直升机的气动布局。在巡检线路过程中,不应该在设备正上方悬停,将采集的信息图像迅速发送到监控中心,方便后台的工作人员及时根据输电线路可能存在的故障进行判断。作为人工遥控的应用遥控直升机,工作时需要工作人员操作来保证无人机能够在距离输电线路安全距离处停留,然后依托无人机内部的拍照机器进行图像拍摄,并且传送回后台监控人员处。四旋翼无人机有着较强的起降能力,主要原因是它的气动布局结构不同于遥控直升机。此外,为了保证传输线路图像的清晰度,四旋翼无人机配备了无线微型高分辨率图像采集装置,能够获得高清信息,并将其传送回地面站。四旋翼无人机在工作流程上和应用遥控无人机有些许不同。四旋翼无人机通过地面站发出的指令自主在距离输电线路安全距离范围内悬停,工作人员通过遥控控制旋翼的航向和减振云台,保证无人机在各个地方拍摄的图像的清晰,实现输电线路设备巡检情况的实时采集和传输。
        在巡检输电线路工作中,无人机发挥着重要作用。

但是,由于技术问题的局限,它在续航方面存在缺点。首先,无人机体积较大,但是电池容量较小,其巡检时间和距离十分有限。其次,无人机不能够自主分析故障点,需要通过传送图像到后台进行人工判断。所以,在创新技术方面可以从以下几个要点进行分析研究。作为具有自主悬停、自主导航特点的四旋翼无人机,能够及时发现输电线路跳闸的故障。在这一前提下,可以构建一个完整的全方位巡检模型,保障在巡检过程中输电线路的安全,还能够分析在恶劣天气条件影响下输电线路可能发生的灾害。
3电力输电线路巡检中无人机的应用
        (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)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。
        (3)故障检测。以无人机为支持,能够更好地对电力输电线路实施故障检测,为故障的高效处理提供支持。红外线检测在电力输电线路金属探伤中具有良好的应用价值,为巡检工作的开展提供帮助,当电力输电线路中的某个点或者局部区域出现异常过热问题时,通过红外线检测法能够第一时间发现,便于采取有针对性的措施来进行处理。
结束语
        在当今社会技术飞速发展的大前提下,电力作为国民经济生活的基本保障,发挥着不可忽视的作用。由于人们的生产生活需求,电力企业飞速发展,电网建设规模不断扩大,其中电网巡检的工作量和管理难度呈直线趋势上升。因为环境因素和一系列人为因素的双重影响,电网事故不断发生,输电线路受到严重破环,致使线路不能够正常运行。为了降低事故的发生概率,减轻人工巡检的工作量,无人机在输电线路巡检过程中的应用显得尤为重要。
参考文献
        
[1]陈泌垽,范菁.无人机在输电线路巡检中应用的探索[J].电工技术,2019(03):80-81+85.
[2]侯飞,孙丽梅.分析无人机巡检输电线路技术及应用实践[J].电子技术与软件工程,2019(03):228.
[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(01):233.
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