输变电智能巡检技术应用与展望

发表时间:2020/12/2   来源:《当代电力文化》2020年3卷20期   作者:谢逸逍
[导读] 输变电线路是电力系统的重要组成部分,输变电系统的安全可靠运行需要线路检查工作的严谨和质量控制
        谢逸逍
        内蒙古电力集团有限责任公司包头供电局 内蒙古包头市  014030
        摘要:输变电线路是电力系统的重要组成部分,输变电系统的安全可靠运行需要线路检查工作的严谨和质量控制。本文对巡检技术进行了仔细分析,指出了各自的优缺点,并详细讨论和研究了无人机巡逻技术,机器人巡逻技术和监控技术。
        关键词:输变电线路;智能巡检
        国民生活现代化的飞速发展,日常生活和生产对电能的需求正在增加。电力供应的可靠性直接干预整个社会的和谐与稳定,决定着人民的正常生活以及经济的可持续发展。电力系统正常运行的基础离不开传输线的安全运行。因此,有效开展输电线路巡回检查工作,提高输电线路的工作效率和质量是国家电网公司的主要职责,保持输电线路的稳定运行,是非常重要工作。通过对输电线路的巡逻检查,我们需要及时准确地掌握线缆运行情况和周围环境的变化,发现电力设施的缺陷和威胁线路安全的隐患因素,并及时消除缺陷。
1各类别线路巡检方式的应用特点
1.1传统的人工巡检
        传统的人工检查主要包括特殊的标记方法,条带识别方法,信息按钮收集方法和射频卡收集方法。这些方法大多数基于地面部分线路检查,人工检查的最大优点是操作简单和直接观察。但是,它具有以下不足:
        1.1.1高维护成本这种巡逻方法需要在每个巡逻点安装额外的监视设备,例如重点位置镶嵌特殊标志,信息提升按钮等,以达到现场检查和现场人员审查的目的。但是,由于传输线的密集发展和检查点的增多,要安装的检查设备的数量正以匹配的数量增加,何况这些检查设备大多数都安装在室外,因此很可能会发生自然的和人为的损坏,并且需要大量的后期维护维修费用。
        1.1.2检查数据以纸质形式存储,使统计和查询变得困难。每次检查后,都会创建许多检查记录,并且必须收集汇总,分析和计算这些记录中的数据,这样耗费大量的统计时间。
        1.1.3检查质量难以保证,低压和架空线通常建在地面以上的较高位置,无法及时发现线路和铁塔的轻微损坏,从而导致隐患埋藏并威胁到电力系统的安全运行。随着架空线和电力设备安装在室外,对电力线和设备的细微隐患迅速发展成为主要因素,日晒雨淋后电力线安全运行仍是主要问题。
1.2 全球定位系统协同地理信息技术智能巡检模式
        当前,全球卫星定位系统GPS和GIS地理信息系统技术日趋成熟,微处理器技术飞速发展。实施无纸化办公室以进行生产线检查,可将现场发现的缺陷和工作记录轻松输入系统,并可在现场的系统终端上执行工作指令。同时,无线网络可以将检查信息实时反馈到控制中心,从而防止数据丢失。GPS主要用于目标定位,并提供卫星导航以确保检查人员定位检查。GIS主要用于实现数据的采集和传输,可以为检查人员提供跟踪信息,塔台信息,检查项目信息等服务,有助于提高跟踪检查的质量。卫星资源是免费的,手持设备可以由多个检查员共享,并且没有工程安装成本和后续维护成本。但是,该方法不适用于地形陡峭的电线或高压电线,对人的依赖性仍然很高,并且不能消除滥用数据的弊端。另外,在恶劣天气下,也无法开始检查。
1.3直升机巡检作业方式
        在直升机检查模式下,操作员使用先进的设备,例如远红外热成像设备和可见光摄像头对动力传输设备进行多角度顶部和侧面检查,并与GPS配合以进行精确定位。

计算机执行相关的操作查询,设备属性查询和图像,处理和缺陷记录等可以提供现实而全面的站点信息。直升机具有固有的灵活性,机动性和检查传输线的高效率的固有优势,并且不受地形的限制。但是当前的直升机动力总成测试有几个明显的缺点。由于检查人员必须参与直升机检查工作,因此无法避免各种人为因素对检查质量的影响。另外,由于直升飞机距离传输线较远且飞行速度高,可见光相机和远红外热像仪的分辨率不足以记录线路设备所有部件的缺陷和故障,从而降低了检查质量。直升机的国内空域管制尚未完全开放,同时在检查直升机时,存在很大的风险,即不能充分保证员工的人身安全。
1.4智能化的巡检方式
        智能化全自动检查方法主要包括无人机检查方法,机器人检查方法和监视设备安装。全自动检查方法最大程度地减少了人为因素对检查效率和质量的影响,并且不受地形和天气条件的影响。可以通过无线网络对架空线路进行全天候检查。GPS定位系统可以将检查结果发送到地面监控中心,以便及时发现并解决问题。大大提高了及时性和目的性,有效地保证了传输线的稳定运行。全自动设备大大减少了人力资源投资,员工不再需要执行现场工作,并且可以保证员工的人身安全。但这种全自动检查技术还不是很成熟,其功能协调仍在研究中,但是由于这种检查技术的种种优点,它将在未来的发展中广泛应用于输电线路。
2智能巡检技术的发展特点和未来展望
2.1无人机巡检方式特点
        无人机主要通过无线遥控器或自运行程序进行控制。在军事领域对无人机的研究较早,由于国家政策的局限性,很长一段时间以来,私营部门基本上没有任何进展。由于无人驾驶技术的成熟及其固有的优势,许多国家已开始重视民用无人机的开发和研究。最早使用无人机巡线的地方是英格兰的威尔士大学使用的模型是无人直升机。随后,日本关西电力公司和千叶大学联合开发了无人直升机传输线检查系统。2012年,在我国山东省电力科学研究院开发的无人机智能检测系统成功进行了220kV海上输电线路智能检测。最近,重庆输电公司使用无人机“章鱼”对550kV输电线路的重要路段进行巡逻,大大提高了巡逻效率和质量。无人机检测技术使用航空远红外热像仪和可见光相机拍摄传输线设备和周围环境状况,并将捕获的图像通过无线通信技术传输到地面站系统进行分析和检测,及时发现各种线路设备故障,并在线路附近发现可能威胁线路的各种危险源。
2.2机器人操控巡检方式特点
        机器人巡检的基本原理是具有自动驾驶系统的机器人沿着传输线路移动,使用高清摄像头和红外摄像头拍摄传输线设备和周围环境,最后使用无线网络将图像传回地面。机器人巡逻方法分为两类:在地线上工作时,这种类型的机器人需要自己的动力设备,在巡逻过程中无法充电,并且续航能力差;另外,并非所有电压电平线都已完全接地,因此该线路检查方法并不适用于所有线路。其次,它在三相线上工作,通过这种方式,机器人可以将分布在线路上的磁能转换为电能,提供自己的能量,并具有很强的耐久性。
2.3安装监控设备方式
        为了全天24小时监视输电线路和设备的运行环境并及时消除隐患,最近已开发出各种用于国内输电线路的远程监视设备。视频监视设备和微观天气监视设备如何相互配合。以这种方式收集的数据和图像通过无线系统传输到地面控制中心。这样,架空线可以一天24小时在各个方向上进行高精度监控。
3结论
        输电线路巡检技术的不断创新和研究,提高了检查工作的效率和质量,大大降低了输电线路的故障率,有效地保证了输变电系统的安全可靠运行。
参考文献:
[1]文宗林.智能巡检机器人应用现状及问题[J].低碳世界,2019,21(11):141-143.
[2]黎进光.高压变电巡检机器人智能技术分析[J].科技资讯,2019,24(12):120-123.
[3]陈涛.智能巡检机器人系统的设计与实现[J].自动化应用,2020,20(01):60-62.
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