针对高压输电线路技术无人机巡检的运用简析

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年15期   作者:冯浩
[导读] 在社会经济水平和科学技术水平显著提升的背景下,人们对于电力能源整体需求量在逐年的攀升
            
           冯浩
           锡林郭勒盟输电工区 内蒙古自治区锡林郭勒盟 026000
           摘要:在社会经济水平和科学技术水平显著提升的背景下,人们对于电力能源整体需求量在逐年的攀升,我国高压输电路规模的不断扩展,使得针对高压输电线路的相关工作的顺利开展受到了一定的限制,为了能够满足社会对于电力能源整体发展的实际需求,应当提升高压输电线路在检查、维护等各阶段工作的效率。本文主要探讨高压输电线路巡检中无人机技术的有效运用。
           关键词:高压输电线路;巡检;无人机技术
           引言
           随着我国电力需求的不断增加,我国高压输电线路的数量也在不断增加。若采用传统的人工电力检测方法,将会耗费巨大的人力物力,而在此背景下,无人机电力巡检技术得到了人们的广泛关注。但是,无人机电力巡检技术仍存在着许多问题,难以满足当前输电线路的巡检要求,对其展开研究十分必要。
           1无人机巡检技术
           随着我国社会经济的不断发展以及现代化科学技术的不断进步,无人机技术已在社会各个领域当中有了良好的应用。而对于高压输电线路而言,在进行线路的巡检作业时,应当全面实现过程的全自动化以及现代化,相比于传统常规型的人工巡检工作方式而言,无人机技术的优势在于更加的先进、更具安全、更加的高效且经济可行,能够进一步的确保高压输电线路的安全平稳运行。无人机巡检技术是将可见光红外热像仪、遥感设备、数码相机等设备搭载在无人机内部,实现对输电线路进行巡视检查的新型巡检技术。无人机巡检系统由无人机分系统、综合保障系统、任务搭载系统构成。无人机分系统由无人机驾驶航空器、地面站和通信系统构成,主要功能是向无人机发布遥控飞行任务,完成巡检工作要求;任务搭载系统是根据无人机巡检目的,对沿线的输电线路数据信息进行采集、记录和检测等功能,主要由光电吊舱、云台、地面控制装置等构成;综合保障系统相当于无人机系统的工作站,可以为无人机提供供电、动力设备以及车辆运输。
           2高压输电线路巡检
           高压输电线路巡检,主要是对铁塔、支架、导线以及其他一些附带设备进行故障检测,确保高压输电线路持续畅通,保证供电的可靠性。高压输电线路的巡检具有范围广、受天气影响明显等特点,且在具体的检修维护工作中具有极大的危险性。特别是一些偏远山区的高压输电电线,巡检人员往往要跋山涉水,对体力是一个绝对的考验。无人机的使用无疑给巡检工作带来了很多方便,其具有安全、快捷特性,明显地提高了巡检效率,而且结果精确,修检质量高。最主要的是,无人机可以不断地采集巡检数据,这些数据回传数据库,为电力企业综合管理电网提供了具体的支持。
           3输电线路巡检中无人机的应用局限
           1)续航能力不足。一般多旋翼无人机在目前的市场上一般采用电池供电的方式,续航能力较低,一般只可以维持在30min以内,对输电线路大规模巡检的要求不能满足。2)无人机在使用过程中其自身的重量与拍摄所要求质量之间的矛盾比较明显。由于电磁环境的影响,用于输电线路巡检的无人机与带电导体需要保持至少10m的距离,这就对无人机搭载的相机或镜头是否具有变焦功能提出了要求,只有这样才可以在巡检中检测到输电线路上缺少的销子、螺栓等。轻质量、小型的无人机镜头不可能实现变焦功能,而携带变焦相机的大型无人机,又存在着体型大、质量重的缺点,使正常巡视无法顺利完成,所以输电线路在巡检中的应用直接被无人机重量与要求拍摄的质量所限制。


           4无人机电力巡检技术流程
           在无人机实际巡检工作开展当中,其主要流程为:第一,资料准备。在该环节当中,巡检作业组需要能够对巡检线路的交叉跨越情况、运行参数、地形地貌、气象条件、杆塔GPS以及线路周边的环境情况等进行收集;第二,巡检作业。首先,要开展现场勘察工作,在巡检之前,需要在现场做好线路的勘察,对巡查区域当中主要地标物以及杆塔的GPS信息进行核实。同时,要对无人机的起降场地进行选择,保证其具有坚硬、平坦的特点,不存在砂石且四周位置不存在较高的障碍物,面积在4m2以上,且附近不存在信号干扰源。其次,在起飞之前,同样需要做好准备工作,即对现场天气情况以及周边环境进行仔细的观察,看相关因素是否能够满足安全飞行要求,具体包括有雾霾、雨水以及风速情况等。之后,再充分联系实际对无人机的飞行方案进行确定,包括有应急预案的制定。如选择以自主模式飞行,则需要做好航迹的规划工作,在起降场地当中对无人机的巡检系统进行展开,以两人交叉的方式对设备状态进行确认,在做好安全警示标线设置的基础上使其达到随时起飞的状态。最后,在正式起飞作业当中,由现场负责人对起飞指令发出,做好起飞时间的记录。无人机操作人员做好无人机的控制工作,使其能够按照预定方案匀速、平稳的飞行,如在飞行当中遇到特殊情况,则需要按照上级要求做好飞行方案的及时更改。通常来说,其飞行速度需要控制在7-8m/s,如对巡检的精确度要求较高,则需要将速度控制为3-4m/s;第三,作业回航。在回航之前,操作人员需要能够对当时的风速以及风向进行正确的判断,以缓慢、平稳的方式逐渐降低飞行高度。在回航过程当中,负责人需要在充分联系实际的基础上每隔8s时间做好飞行高度的通报,确认起降区域的安全性、不存在其余物体。在飞行器降落后,将其主电源断开,对现场作业记录进行填写。输电线路检修是电力线路运检工作必不可少的环节。用无人机巡检,缩短工作时间由1h缩减至15min。应用无人机巡检时,应注意:(1)清除电力输电线路上缠绕的塑料、遮阳网、编织带、广告布、风筝及风筝拉绳等异物时,携带喷火装置精准方便烧除异物;(2)避免人工检修时作业人员费事费力地登杆塔工作和作业人员在输电导线上坐飞车移动取异物的危险;(3)避免传统输电线路异物清除时线路停电的要求。
           5高压输电线路巡检中应用无人机技术的应用前景
           首先,高压输电线路在巡检作业中应用无人机技术,可以保证在发生故障的同时便快速且精准的定位故障的具体位置,可以针对有可能发生故障的位置开展及时且有效的巡检作业,进而促进高压输电线路整体稳定性的进一步提升。其次,如果高压输电线路中某一路段中的设备出现故障,那么无人机便可以快速精准的进行故障的定位,将无人机技术具备的成本低、快速、高效,且便于操作等优势充分地发挥出来。再者,无人机能够针对高压输电线路中绝缘子以及特定区域的精准悬停检查,不仅便于操作,还能够减轻工作人员的巡检压力,而针对恶劣极端天气条件下,无人机在天气上不存在局限性,能够充分地发挥出其在巡检领域的巨大优势。最后,无人机中设置陀螺、监视器、红外线成像等设备能够实时进行高压输电线路有效监测、录像以及巡检等各项工作,能够有效地克服掉复杂化的地形地貌存在的限制,进而防止人工巡检过程中出现危险,提升高压输电线路整体巡检的效果,保证高压输电线路整体运行稳定性以及可靠性,保证区域内高压电网能够安全、稳定的运行,保护人民的切身利益。
           结语
           运用无人机进行电力线路巡检成为我国当前输电线路巡检的一种重要的方式,无人机巡检技术的发展,推动了电力巡检现代化发展。
           参考文献
           [1]陈天添.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].科技与创新,2016(4):154-155.
           [2]王志刚.旋翼无人机应用于高压输电线路的巡检[J].技术与市场,2018,25(10):140-141.
           [3]吴维农,杜海波,袁野,等.输电线路无人机巡检实时通信技术研究[J].中国电力,2016,49(10):111-113.
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