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大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：洪林高

[导读] 摘要：从实践中来看，当前的大型无人直升机电力线路巡检过程中存在很多方面的问题，而且大多数都是依靠人工地面操作，为了从根本上有效确保巡检效率和安全性得到显著提升，要进一步把握时代发展趋势，着重分析和探究大型无人机全自动巡检技术，使其呈现出更为显著的应用优势。

        （云南银塔电力建设有限公司云南昆明 650216）
        摘要：从实践中来看，当前的大型无人直升机电力线路巡检过程中存在很多方面的问题，而且大多数都是依靠人工地面操作，为了从根本上有效确保巡检效率和安全性得到显著提升，要进一步把握时代发展趋势，着重分析和探究大型无人机全自动巡检技术，使其呈现出更为显著的应用优势。基于此，本文重点探讨和分析大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用情况等，希望本文的分析能够为相关人士提供有益启示。
        关键词：大型无人直升机；电力线路；全自动巡检技术；应用
        0.引言
        为了从根本上确保电网能够安全稳定的运行，要定期或不定期的针对输电线路进行全面深入的巡检，及时有效的发现问题，并对其充分排除。针对这样的情况，就需要有效采取更为成熟的巡检技术。随着科学技术的迅猛发展，进一步有效采取大型无人直升机电力线路全自动巡检技术，能够呈现出十分明显的应用优势。针对这样的情况，本文重点探讨和分析该技术的主要特点以及相对应的应用情况。
        1.大型无人直升机电力线路全自动巡检技术主要内容
        首先，要充分明确大型无人直升机要有针对性的结合事先已经设计和规划好的飞行计划和行计进行有效运行，并从根本上有效实现在比较复杂的地形条件之下的全自动、超低空、超视距安全飞行。
        其次，大型无人直升机机载多传感器任务设备要结合事先已经设计和制定好的任务进行有效规划，全自动执行线路设备和通道检测任务，确保巡检过程传感器可以自动检测，并不需要进行人工的干预。除此之外，大型无人机全自动巡检还包括开发无人机巡检智能诊断专家系统，对无人机自动采集的可见光、红外、紫外、激光点云等海量多源巡检数据实现自动处理、智能诊断或人工交互诊断，通过这种方式，能够在更大程度上确保线路缺陷诊断效率得到更有效的提升。
        2.大型无人直升机电力线路全自动巡检技术的应用分析
        2.1巡检系统研发及集成调试
        在全自动巡检技术研发基础上，进一步把握最新的科技动态，有针对性的研发和推行与之相匹配的成套的巡检装备，针对巡检系统功能性能进行不断的优化和完善，使其发挥更大的作用。与此同时，进一步有效开发智能诊断专家系统，通过对该系统的研发和应用，能够在更大程度上针对输电线路的状态进行安全诊断，这样能够针对系统的运行情况和相关方面的安全隐患进行重点把握。当前，大型无人直升机全自动巡检系统在实践的应用过程中已经进行了多次的实际带电运行线路巡检试验，在具体的应用过程中，可以呈现出十分显著的检测和诊断效果，对于整体线路的安全距离、异常发热、异常放电以及设备外观结构缺陷等相关内容都实现了良好的诊断和检测，其结果更精准，体现出全方位，多角度的效应，效果十分良好。
        2.2，某线路220kV线巡检概况
        某220kV线全长156.8ｋｍ，共411基铁塔。本次巡检飞行任务起点为311号塔，终点为328号塔，共计18基塔，巡检线路区段长约6.27ｋｍ。大型无人机巡检起飞及降落点，选址为某村的某大院内，起飞点位于318号和319号塔附近，距离线路最近约500ｍ。巡检的过程中主要是采用双侧巡检的方法，也就是说，从起降点飞至319号塔，沿大号侧方向飞行至328号塔，跨线后沿小号侧方向飞行至311号塔，再次跨线后沿大号侧方向飞行至319号塔，然后再进一步返回起降点进行降落。飞行计划及航迹规划情况让预先的规划有效完成，通道巡检和精细巡检都是采取比较相似的航行路线。

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        2.3巡检结果
        1）线路通道安全距离检查通过通道巡检飞行，在整个过程中有针对性的测定了巡检区段内线路下相导线对地、建筑物、树木及重要交叉跨越的距离等等一系列相关情况，在具体的巡检过程中进一步发现，一共有6处导线与地物距离小于5ｍ。通过人工的方式进行确认，6处与导线距离过近的地物大多数都是树木，相对来说测量的距离是比较精准的，有针对性的结合具体线路的运行规程，能够充分看出，220kV线路导线在最大弧垂、最大风偏时距离树木的安全距离不应小于4.5ｍ和4ｍ，上述6处中有3处与树木最小距离小于3ｍ，与相对应的要求不够吻合。除此之外，3处最小距离大于4.5ｍ，与相关要求有效吻合，但是要在实践的过程中进一步加强关注的程度，进一步检测和判断其中的具体情况。
        2）线路设备异常放电检查过程中要进一步进行更精细的巡检飞行，有针对性的检查巡检区段内的线路及杆塔设备等相关因素，在检查的过程中要采取自外线放电检查方式，而在检查的过程中并没有见到十分明显的放电问题，这进一步表明，导线存在断股问题的可能性相对来说比较小。巡检时段是非积污期，绝缘子串脏污也不太可能出现。
        3）线路设备异常发热检查巡检线路典型红外热图
        在精细巡检的过程中，着重针对线路金具、绝缘子及导线展开相对应的红外检查，进一步有效表明，有一部分的玻璃绝缘子串高压端第一片绝缘子温度比同串其他绝缘子温度要稍微高一些，在具体的操作过程中有针对性的结合带电设备红外诊断规范DL/T664-2008中的相关规定，可以充分看出，这种发热符合正常玻璃绝缘子电压致热型温度分布，绝缘子并没有出现比较显著的异常情况。线路导线、金具没有出现异常发热的问题。
        4）线路通道及设备可见光检查。通过对通道进行巡检，能够进一步表明，线路通道部分杆塔基础附近区域出现比较明显的水土流失问题，但是对于具体线路的运行情况并没有构成重大影响。通过精细巡检对巡检区段线路及杆塔设备展开相对应的可见光检查，检测其是否出现绝缘子破损、自爆、防振锤移位缺失等相关方面的异常情况，进一步有效发现，319号塔L1相大号侧玻璃绝缘子串有自爆现象，而324号塔L3相大号侧导线防振锤及327号塔L1相大号侧导线防振锤掉落，319号塔L1、L2相横担存在一些鸟巢，但是没有散落到导线上的可能性。
        通过这次巡检，可以看出，巡检结果符合相对应的技术标准和要求，相关的检测数据经过人工复查，和历史数据进行比较，能够进一步有效看出，有一些缺陷不能通过人工巡检的方式进行观察和判定，无法全面把握其具体情况，这也充分的体现出无人机巡检所呈现出的应用优势，通过巡检也可以进一步看出，全自动巡检技术在针对相关线路进行巡检的过程中，能够充分满足相对应的预期要求，达成预期目标，呈现出特别良好的巡检效果和治疗。
        结语
        总而言之，通过上文的分析，我们能够着重看出，当前随着科学技术的迅猛发展，在实践的应用过程中也越来越有效的应用大型无人直升机电力线路全自动巡检技术，在该技术的运营过程中，要进一步结合特定环境下的电力线路超低空、超视距、安全高效巡检的内在需求，进一步研发大型无人直升机多传感器、全自动巡检技术，并研制出与之相对应的，互相匹配的巡检装备，在最大程度上实现规模化高效化的巡检应用，使其呈现出更加理想的效果，大型无人机全自动巡检包括按飞行计划和航迹规划自动安全飞行，按任务规划自动执行检测任务，以及对巡检数据进行高效处理和智能诊断等。大型无人直升机全自动巡检过程中要结合实际情况，更有效的构建智能化，自动化，全新化的电力巡检模式，这样能够在更大程度上有效提升智能电网电力线路巡检运维水平，以此适应时代发展趋势，为人们提供更高质量的用电服务。
        参考文献：
        ［1］彭向阳；钱金菊；麦晓明；王柯；王锐；易琳，大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用［J］南方电网技术，2016，02
        ［2］刘婉竹，不确定环境下无人直升机飞行控制方法研究［J］沈阳航空航天大学学报2016.3
        ［3］王冠林；史海庆；谭洪胜；夏慧；王宏；朱纪洪，基于视觉导航的无人直升机自主着陆［J］2009年中国智能自动化会议论文集（第七分册）[南京理工大学学报（增刊）]2009