输电线路无人机精细化巡检应用研究

发表时间:2021/4/23   来源:《中国电业》2020年第34期   作者:陈晖
[导读] 无人机巡检是一种利用红外热像仪或可见光进行巡视检查的方式。
        陈晖
        国网福建省电力有限公司福州供电公司   
        摘要:无人机巡检是一种利用红外热像仪或可见光进行巡视检查的方式。与传统的输电线路巡检方式相比,无人机技术无论是在巡检速度方面,还是在巡检结果精确性方面都体现出卓越优势。将无人机技术拓展应用到输电线路巡检工作中,既可以节省大量的人力成本和时间成本,又可以有效弥补传统巡检方式在复杂环境中的应用缺陷。为此,全面探究输电线路无人机精细化巡检的实践应用显得尤为重要。
关键词:输电线路;无人机;精细化巡检;实践应用;

        将无人机技术拓展应用到输电线路巡检工作中,能够实现系统化、精细化与规范化巡检,提升科技水平。本文将介绍无人机巡检的重点内容和应用优势,概括输电线路无人机巡检中的关键技术,围绕输电线路无人机精细化巡检的实践应用展开探究。
1无人机巡检的重点内容
        无人机的巡检内容与应用路径存在紧密联系。换言之,无人机技术的应用路径不同,巡检内容也各不相同。具体体现在输电线路常规巡检、输电线路故障巡视检查以及输电线路特殊问题巡检排查等方面。
        在输电线路常规巡检过程中,必须充分考量输电线路的各个要素,尤其是输电线路所涉及的杆塔、导线以及其他零配件等。针对输电线路故障巡视检查,要围绕故障区域进行重点巡检,深入了解故障信息,使用远红外巡检仪进行检查。针对输电线路特殊问题巡检排查,巡检内容较为复杂,如火灾、地震、山体滑坡、泥石流等自然灾害;鸟类筑巢、飞禽接触性触电等特殊情况。
2无人机巡检的优势特点
        将无人机技术拓展应用到输电线路巡检中已然成为主流趋势。无人机技术的应用,有效弥补了传统输电线路巡检完全依靠人工作业的缺陷,且在巡检时效性和精确性方面体现出卓越优势。首先,无人机巡检输电线路可以解放人力,避免输电线路巡检管理人员因管辖范围内输电线路里程较长而过度疲劳,防止输电线路巡检技术人员发生意外事故。
        其次,从输电线路巡检效率方面来说,无人机操作可以在短时间内对大面积输电线路实行巡视检查,极大的缩短了输电线路巡检周期。
        最后,从输电线路巡检效果方面来说,无人机操作可以更好的控制巡检质量。运用无人机技术可以获得充足且详实的数据信息,对整个巡检范围实行全方位动态化关注,实现360°无死角摄影,充分发挥巡检工作的优势价值。尤其是对巡检要求较高的区域,无人机巡检方式的应用效果更理想。
3输电线路无人机巡检中的关键技术
3.1无线通信技术
        输电线路附近有一些强力磁场,能够对信号传输造成干扰。在这种情况下,地面基站和无人机必须进行双向传输,才能完成无线传输模块。同时,技术操作人员必须及时作出相应的动作指令,完成图像数据传输,快速且精确的判定无人机的具体位置。总之,这一系列操作都属于远距离传输,对传输速度和稳定性都提出了较高的标准要求。
3.2故障检查技术
        无人机会搭载高分辨率的数码相机,拍摄和存储巡检照片,一方面,帮助相关人员准确判断输电线路的运行状态,另一方面,作为后续巡检管理的重要参考依据。无人机故障检查方式可以更加快速、精确的发现输电线路和杆塔的运行状况,如有无发生闪络现象、有无悬挂异物、有无发生绝缘子破损自爆现象等等。此外,无人机搭载红外仪还可以对输电线路的发热异常点进行光谱测绘,拍摄高清晰的光谱影像,通过对光谱影像的分析,判断输电线路是否存在故障。不仅如此,无人机还可以搭载探测仪、成像仪等技术设备,对输电线路和杆塔的运行状况予以检测与分析。


3.3图像数据处理技术
        为了可以更加快速且精确的检测输电线路的运行状况,必须收集高清晰的影像资料。在收集影像资料时,由于无人机设备出现异常抖动或受到外界环境因素的干扰,极易出现定位误差或诊断故障,降低图像的清晰度。由此,数据信息的预处理和优化处理显得尤为重要。由于输电线路处于复杂的环境中,而且,始终保持动态变化状态。相关人员要客观认知目标图像的差异性,增强整体辨识能力。
4无人机输电线路巡检的实践应用
4.1无人机操作准备
        在利用无人机技术开展输电线路巡检时,为保证无人机设备充分发挥作用,必须做好一系列的准备工作。我们都知道,无人机的起飞和降落都需要在平坦开阔的地方进行,避免在闹市区或人群密集的区域造成不必要的危险。在无人机起飞前,需对无人机的桨叶实行全面且细致的检查,最大限度地保障飞行安全。在无人机操作前,要求操作人员必须熟练掌控操作流程,全面了解设备参数信息,以及设备操作技巧,以加强无人机飞行的连续性、平稳性和安全性。
4.2输电线路常规巡检
        近年来,随着市场经济的繁荣发展,高压输电线路覆盖范围越来越广泛。由于输电线路设备长期置于室外环境中,因此,极易受到外界环境的干扰。尤其是随着生态环境污染的恶化,输电线路极易受到气候环境异常变化的不利影响,具体体现在导线过热、绝缘子腐蚀、避雷线老化等方面。由于输电线路长度较长,受到外界环境因素的干扰程度也相对较大,为保证输电线路运行的安全稳定性,有必要积极做好输电线路巡检工作。
        在新时期背景下,电力企业应当不断加大对输电线路巡检工作的重视力度,利用无人机搭载数码相机、红外温感设备等,对所管线范围内的所有输电线路的运行状况予以动态化监测。这里需要格外强调的是,无人机操作往往只需要一个工作人员即可,这样既节省了人力资源,又节省了大量的巡检时间,对于电力企业的快速稳定发展具有实际意义。
4.3输电线路设备专项巡检
        输电线路巡检是保障输电线路安全稳定运行的必要前提。但是,由于输电线路巡检具有一定的危险性,为确保居民的正常用电,还需要定期对输电线路实行专项巡检,加大对输电线路各项指标的监控力度。在对输电线路展开专项巡检作业时,要结合实际情况,做好专项排查工作。架空线路专项排查主要是在一定时间内对输电线路展开全面且细致的检测。如果单纯采用人工检测方式,不仅会消耗大量的人力、物力和时间,还会出现安全隐患。而采用无人机技术进行输电线路专项巡检,可以根据周期性观察任务,预先规划无人机巡检路线,获取完整且精确的图像资料,且对输电线路的运行状态实行检查。除此之外,在对输电线路展开专项巡检时,应注重对架空输电线路的巡检,根据巡检图像资料,了解合成绝缘子表面的损伤状况。
4.4应急抢险
        我国疆域辽阔,不同地区的气候环境和自然环境存在较大差异。以广东省为例,由于地理位置较为特殊,每年都有强台风登陆过境,而这也对输电线路造成了严重的破坏。一旦遭遇台风,会使输电线路导线大幅振动,甚至是线杆倒塌。同时,台风过后,路面积水难行,也对输电线路巡检人员的工作造成了极大的干扰。而无人机技术的应用,则不会受到恶劣天气的影响,只需要几十秒的时间就可以全面了解输电线路的运行状态。
        此外,在出现山火时,可以利用无人机搭载高分辨率摄像机进入火场,全方位掌控和监视火势变化情况,以此为基准,对输电线路加以抢修,最大程度的减轻火灾造成的经济损失。再者,利用无人机传输图像资料,还可以快速且精确的判断火场地理位置,为抢险救灾争取更多的时间,从根源上消除安全隐患。
5结束语
        综上所述,将无人机应用在输电线路巡检中,既可以加强巡检工作时效性与精确性,又可以降低人力、物力与时间的成本,实现精密化巡检与监视,从而维护输电线路运行的安全稳定性,加强电力供应的持续性与安全性。
参考文献:
[1]冯凯.输电线路采用多旋翼无人机精细化巡检方法探讨[J].海峡科技与产业,2018,229(07)
[2]陈剑刚,姚璞,杨俊武,等.无人机在架空输电线路巡检中的应用研究[J].湖南电力,2019(5)
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