无人机在输电线路运维检修中的应用

发表时间:2021/8/9   来源:《中国电业》2021年第11期   作者:徐树恒
[导读] 输电线路容易受到地形地貌和自然环境等外部因素的影响
        徐树恒   
        国网山西省电力公司输电检修分公司  山西太原030000
        摘要:输电线路容易受到地形地貌和自然环境等外部因素的影响,而出现故障问题。电力部门会消耗大量人力、物力和财力进行线路运维和检修,使其可以正常运行。如今,科技不断发展,无人机技术已经在输电线路中得到广泛应用。无人机技术优势众多,大大减轻了运维检修人员的工作负担,还使运维检修工作更加准确。基于此,本文将简要分析无人机技术在输电线路中的优势体现,探索其在输电线路中的应用方式。
        关键词:无人机;输电线路;运维检修;应用分析
        引言
        输电线路的运维检修工作难度较大,如果通过人工的方式进行检修不但会消耗人力,还会消耗大量时间,导致输电线路运维检修的工作效率降低。所以,相关部门开始使用无人机技术,此项技术可以及时发现输电线路中存在的故障问题,还可以将事故信息及时传递给工作人员,使电路中故障问题得到有效解决,使输电线路更加稳定,不仅提高了输电线路的运维检修工作质量,还提高了其工作效率。
        1、无人机的技术在输电线路运维检修中的优势体现
        1.1实时图像处理
        无人机技术中较为突出的优势就是实时图像处理。无人机上往往搭载了高清摄像头,它可以掌握架空输电线路的运行状况,并将相关信息实时传送到地面的接受装置上,将工作人员的攀爬杆塔的工作负担大大减轻。同时,输电线路维护检修工作需要实时图像处理的支持,因为通过无人机可以拍摄出输电线路的实际情况,便于工作人员掌握相关信息,从而从实际情况出发,有针对性的运维检修输电线路,使运维检修工作更加有效。除此之外,无人机的调控也需要实时图像的处理技术支持。众所周知,架空输电线路高度非常高,无人机在升空过程中,很容易受到气流等因素的影响,导致图传信息具有延时性,无人机的操控具有一定的风险。在实时图像处理技术可以使无人机所监测的图像及时传输到操作端,相关人员根据实际输电线路相关设备的分布情况,有效调整无人机的飞行路径。
        1.2飞行挂载
        飞行挂载使无人机主要优势特征之一。现阶段,无人机设备可以挂载多样化的设备类型,同时可以根据相关操作作业需求,以及实际的操作环境等因素,设计开发挂载装置。比如,针对输电线路的设备测温、检修勘察等运维检修,要挂载不同的监测装置进行数据收集。详细来说,在监测输电线路设备的电火花风险时,无人机可以挂载红外线测温设备,对相关风险进行科学监测,从而使输电线路运行状态更加稳定。
        1.3自动化调控
        在输电线路中采用无人机技术,不只是为了减轻工作人员的作业负担,最重要的是通过配置现代化设备,给电力单位提供技术支持,从而其相关单位健康发展。将电力自动化技术和无人机技术相互融合,可以达到更好的监测效果,可以全方位监测输电线路。以往的电力自动化设备只可以监测输电线路中单一设备运行数据的情况,这种技术融合可以有效改善电力自动化设备存在的问题,还可以通过无人机处理输电线路中的故障位置。
        2、无人机在输电线路运维检修中的应用分析
        2.1无人机驾驶技术
        为了使输电电路运维检修完成动作要求,需要采取无人机驾驶技术。这种技术与以往无人机摄像和无人机编程表演不同,在输电线路运维检修工作中,相关操作人员需要掌握一定的飞行控制技术,从而防止无人机在长时间的飞行巡查过程中脱离了规定航线,也防止因为人机之间距离过远发生的无法控制的问题。自主悬停控制操作在无人机驾驶技术当中的技术要求最高,不仅要求无人机具有感应模块,来配合操控人员完成相应操作。还需要无人机控制者掌握架空线路结构设计,这样才能使无人机飞行和悬停的过程中,与线路保持安全距离。

现阶段,无人机巡查大多数是根据指令编辑,依照规定飞行路线自动飞行,并实时记录检测点位。这种驾驶技术的应用可以使无人机飞行更加安全,还可以将相关运维检修工作效率有效提高。
        2.2机器视觉技术
        为了使无人机飞行时有效躲避障碍,按照导航飞行,需要使用机器视觉技术,机器视觉使无人机技术中关键功能组成。一些输电线路被架设在山区或野外等地,这种环境下,树枝枝丫较多,飞鸟等动物也较多,这些因素都会对无人机飞行起到阻碍作用,遮挡了无人机的正常飞行。无人机还会受到天然磁场或风穴等环境因素的影响,导致飞行过程中图传质量不高,飞行稳定性不高,操作人员容易受到视图的清晰程度的影响。采用机器视觉技术可以通过科学的技术方式,使无人机记忆障碍的位置,使其日后飞行自动躲避障碍。与此同时,还可以通过此项技术,识别输电线路的路径,无人机可以依据线路分布状况修正自己的飞行航线,最大程度避免无人机在巡查时因为外部因素导致的飞行事故。
        2.3激光雷达故障排查技术
        在输电线路中采用无人机技术作用巨大,可以检查线路情况。所以,无人机要具有一定的检查功能。假设在野外环境的输电线路容易受到外部因素的不良影响,比如,会一些遮挡物和悬浮物的影响,导致线路出现跳闸的情况。以往面对此类问题,通常是采用清楚障碍物的方式,这种方式缺少合理性,对生态容易造成不良影响。如今,运维检修工作已经得到完善,可以在无人机上挂载激光雷达检测装置,通过激光雷达技术,判断无人机与障碍物之间的距离,最大程度的保护了生态环境,避免出现了砍伐树木的情况发生。
        2.4无线控制技术
        简单来说,无线控制技术即控制基站对无人机进行的远程控制。现阶段,无人机大多通过无线通讯,实现信息传递。在山区或野外等环境进行作业,容易受到电磁干扰,所以,运维检修人员必须实时监测相关设备的情况。图像视频具有储存记忆功能,但是观测储存的信息,容易使运维检修人员的判断受到影响,还有可能对部分不能校准的区段进行二次飞行检查,不仅浪费人力,还浪费时间。所以,要确保传输信号的稳定,可以使数据稳定传输,同时还可以使无人机不受信号干扰。
        2.5多样式配合
        工作人员进行输电线路的巡视容易出现死角,无人机对线路进行巡视也会出现此类问题、不同种类的无人机具有不同的特点,在输电线路巡视过程中,会出现不同类型无人机因自身技术特点而不能完成任务。这个时候就需要进行多样式配合,通过多样式飞行器组合模式,有效解决了飞行盲目和死角等问题,使不同类型的无人机发挥自己的优势。比如,一段线路出现故障的时候,就可以采用旋翼式无人机大范围监测输电情况,通过判断故障地点,派出直升式无人机在故障段进行旋飞监测,来确认实际故障原因。所以,我们不能片面地认定某一种类的无人机适合输电线路的巡视,将不同种类的无人机进行组合,可以使巡查工作更好完成。
        3、结束语
        总而言之,我国电力系统随着时代发展而不断进步,输电线路的规模不断扩大。如今,线路铺设难度越来越大,影响了输电线路的检修工作,所以,相关部门已经通过无人机技术进行输电线路的检修和维护工作。在输电线路运维检修中,无人机的应用十分广泛。电力企业应加大在运维检修队伍中的无人机技术相关资源配置,分析无人机技术功能,研究无人机技术的应用,为输电线路的运行奠定坚实基础,使电力作业的效率得到提高。
        参考文献:
        [1]吴坤祥. 浙江省特高压输电线路运维检修管理模式研究[D].浙江工业大学,2014.
        [2]徐浩,吴炜,陈浩,王子康. 无人机在输电线路巡检中的多种应用[J]. 电子测试,2020(10):117-118+27.
        [3]董凯. 无人机巡检技术在输电线路运维中的应用研究[J]. 电力设备管理,2020(05):142-144.
        [4]袁叶叶. 无人机在输电线路运维检修应用研究[J]. 科技视界,2017(34):82-83.
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