无人机在输电线路巡检中的多种应用 闫建功

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:闫建功
[导读] 摘要:无人机技术目前的快速发展使得我们国家输电线路自身的巡检能力得到了持续的提升,基于此本文在对无人机技术给予认识的情况下,在了解了输电线路巡检过程中的使用优势之后,还总结了无人机技术在当前我国线路巡检过程中的应用路径以及应用方法;之后使用案例分析的方式分析了无人机技术在当前输电线路巡检过程中的应用方法。
        中国电建集团河南工程有限公司  河南郑州  450001
        摘要:无人机技术目前的快速发展使得我们国家输电线路自身的巡检能力得到了持续的提升,基于此本文在对无人机技术给予认识的情况下,在了解了输电线路巡检过程中的使用优势之后,还总结了无人机技术在当前我国线路巡检过程中的应用路径以及应用方法;之后使用案例分析的方式分析了无人机技术在当前输电线路巡检过程中的应用方法。
        关键词:无人机;输电线路巡检;应用
        引言
        电力是保障国民经济发展与人民生活正常进行的重要基础设施之一,随着社会经济的发展,我国的电网建设事业也发生了日新月异的变化。不但电力基础设施明显增加,规模显著扩大,且输电线路也变得更加错综复杂,这些都将增加输电线路巡检的难度。之前的人工巡检方式,已经明显不能满足我国电力事业发展的实际需要,电力系统相关工作人员必须积极探究现代无人机技术在我国输电线路巡检工作中的应用,以不断提高电网巡检的效率与质量。
        一、无人机在电力输电线路巡检中的优势
        (1)免受地形限制全方位巡查电力输电线路,所获得监测数据具有时效性,这就能够切实提升电力输电线路巡检工作质量与效率。(2)免受天气影响。能够满足恶劣天气条件下的巡检需求,即便是人工巡检难度较大的项目,也可通过无人机作业来解决,更具安全性与可靠性。(3)线路检查迅速。在电力输电线路巡检过程中,通过无人机的应用能够实时化的监控线路及设备等故障,在第一时间获得信息数据,向管理中心传送,便于管理中心就数据进行汇总分析,从而探寻故障解决的可行路径,这就保证了电力输电线路故障处理的准确性、及时性与可靠性。(4)便捷易操作。无人机的使用具有一定便捷性,小型无人机可随身携带,大型无人机则可通过车辆来进行运输。(5)可扩展性。无人机具有可扩展性,能够作为搭载平台来对监控装置进行安装,能够检查线路故障问题,测定沿线树木高度等。将无人机应用于电力输电线路巡检中,能够对巡检作业质量加以保证。
        二、电力输电线路巡检中无人机的应用
        1.利用无人机全方位高效巡检输电线路
        无人机一般都由两部分组成,即地面控制系统与机载系统,其中无人机的机载系统中大都配置有可见光相机,可以全方位精准拍摄相应的输电线路。而且在完成拍摄后还能进行图像格式的转换,通过相应的远程信号无线传送系统及时传送到指定的计算机中。这样专业的人工巡检人员就可以及时查看与快速判断输电线路的运行状况。在遇到难以判断运行状况的输电线路图像时,工作人员还可以利用遥控器相应地调节可见光相机的焦距,以获得更加清晰的目标图像。当需要对一些较为特殊的输电线路进行巡检与故障检测时,工作人员可以通过地面控制系统灵活改变无人机的飞行路线,其确保其能快速精确地悬停在目标位置附近拍摄出清晰图像,传送至地面。这些都有效减轻了人工巡检工作的难度与强度。最重要的是通过无人机拍摄与传送到计算机的巡检图像可永久保存在计算机中,这就为日后的输电线路巡检工作提供了重要的资料参考依据。
        2.利用无人机快速清除输电线路附着杂物
        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.利用无人机进行非常规状态中的输电线路巡检与故障检测工作
        在一些地质灾害造成道路中断的地区或地质情况复杂存在重大安全风险的地区,出于电力员工的人身安全考虑,电力部门很难派人及时到达现场进行输电线路的勘察检验与故障检测。而引进无人机技术后,工作人员就可远程遥控无人机对这些特殊地区的输电线路进行有效巡检与故障检测。这样不但巡检人员的人身安全得到保障,而且整个电力系统的服务性能也实现了前所未有的提升。可以说无人机技术在输电线路巡检中的应用真正打破了自然条件对传统人工巡检的局限。
        三、无人机在巡检中的注意事项
        1.规范作业流程
        在电力输电线路巡检过程中,为确保无人机的安全性,需要在实践作业中积累经验,将无人机的作业流程规范化。在巡检作业之前,需要做好充分准备,就电力输电线路相关信息资料进行收集,包括线路走向、跨越、地形、气候等,保证巡检作业方案的科学化与详细化。在巡检作业过程中,必须要依照流程进行。由专门人员全面考察电力输电线路,核实杆塔、地标等信息,将无人机降落点确定,降落点不可存在危险障碍物,必须要保证地形平坦,场地面积达标,四周不可存在其他信号干扰,以免影响无人机巡检的准确性。起飞之前要勘测巡检线路环境、天气等,确保与无人机飞行的要求相符合,确保飞行安全。巡检作业人员在应用无人机进行巡检的过程中,必须要对电力输电线路巡检工作内容加以全面把握,客观分析实际情况,科学制定无人机飞行计划,在这一过程中需要考虑到特殊情况,以保证应急预案制定的合理性。在自主飞行的条件下,要合理设计无人机飞行线路。于降落点将巡检系统开启,由专门人员检查设备状态,确保稳定可靠,以确保飞行安全。返航之前需要就风向、风俗等进行分析,确保具备安全返航的条件。返航阶段需要对无人机飞行速度进行逐步调整,缓慢降低飞行高度,降落点无异常的情况下可进行降落。降落完成后将电源迅速切断,规范填写作业报告。
        2.重视巡检人员的无人机技术培训工作
        一方面电力系统要对其巡检人员进行基本的无人机技能培训,以为他们能遥控无人机进行常规基本的输电线路周期性巡检打下技能基础。另一方面,电力部门也要加强无人机的职业技能培训工作,在对学员传授无人机技术基础技能的前提下,有效拓展电力巡检人员的创新思维,力争培养出一批高技能高素质的复合型现代电网巡检人员,鼓励他们积极地将无人机基础技能与具体巡检实践结合,改进与研究出更加高效的专门针对电网巡检工作的无人机技术标准。
        3.加快无人机技术与人工智能技术的有效融合
        先进的人工智能技术是未来社会发展的重要趋势与主要动力之一,积极地将人工智能技术引入输电线路无人机巡检工作,不断提高无人机的智能控制、环境适应、协同指挥以及语音交互、智能分析等能力,对提高输电线路无人机巡检的科学性、高效性、精准性都具有重大作用。
        结束语
        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。
        参考文献
        [1]刘智勇,赵晓丹,祁宏昌,李艳飞.新时代无人机电力巡检技术展望[J].南方能源建设,2019,6(04):1-5.
        [2]赵太飞,李晗辰,张港.无人机巡检电力线放电的紫外探测及定位[J].光学精密工程,2019,27(11):2296-2304.
        [3]彭向阳,刘正军,麦晓明,罗智斌,王柯,谢小伟.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术[J].遥感信息,2015,30(01):51-57.
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