无人机智能巡检在输电线路中的应用与发展研究

发表时间:2020/11/5   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:黄伟
[导读] 摘要:在电力整体系统当中,输电线路占据着重要的地位,其日常工作的稳定性以及安全性将对民众日常生活、生产产生直接影响,因此需要确保其能够正常工作。
        云南文山电力股份有限公司  云南省文山壮族苗族自治州  663099
        摘要:在电力整体系统当中,输电线路占据着重要的地位,其日常工作的稳定性以及安全性将对民众日常生活、生产产生直接影响,因此需要确保其能够正常工作。检查输电线路时往往需 要进行高空作业,因此无人机技术在此领域得到了有效应用。本文将对当前输电线路的巡视现状加以分析,同时介绍常见的无人机输电线路基础巡线技术,进而指出无人机在此项工作当中的主要应用途径以及确保各项应用顺利落实的保障措施,以期为电力企业提供可靠参考。
        关键词:无人机输电线路;巡线技术;常态化巡视;线路跳闸;精益查找
        引言
        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。
        1当前输电线路巡视现状
        1.1愈发复杂的巡视环境
        如今我国的电力事业发展势头良好,覆盖了我国大部分地区。然而需要注意的是,许多输电线路分布于野外,有着极为复杂的地理环境以及恶劣的气候。比如,我国西北多为丘陵和山地,大部分输电线路都被敷设于这些地形顶部,同时大部分杆塔都被设置于无人区,这对于巡线人员而言,除了查找较为困难,还要面对各种恶劣气候的威胁。以上愈发复杂的巡视环境往往会消耗大量物力、人力,且存在许多安全隐患。
        1.2较多的巡线内容
        在输电线路的巡线工作中,通常包含了许多内容,其也会涉及交广的范围,这使得人工巡线工作量越来越大,同时也需要巡线人员具备较高的综合能力。此项工作的主要内容囊括了线路受环境的影响、回填土的下沉幅度、杆塔基础状况以及保护装置老化的程度等;巡查附属设备的主要工作内容为在附属设备中的巡视内容包括各类防护装置的运行状况、紧固件的腐蚀程度、警示标志是否缺失以及监测设备的运行状态等;巡视架空线路的环境时,其对应内容包括了地表的活动情况、线路与树木和建筑安全距离、线路四周的地面沉降及其施工环境等。
        2无人机在输电线路巡检中的应用
        2.1杆塔本体的精细化巡检
        通过无人机搭载高清摄像头,对杆塔绝缘子串、连接金具、保护金具等重要部件进行拍照,以第一视角完成对杆塔本体的精细化巡检。杆塔精细化巡检主要包括人工纯手动飞巡和无人机自主巡检两种方式。人工纯手动飞巡效率比较低,具有一定安全风险,且对无人机巡检作业人员(以下简称飞手)的飞行技能要求比较高,很难做到图像拍摄的标准化、统一化。因此,纯手动飞巡目前正逐渐被自主巡检所替代。
        2.2无人机的巡视方式
        在输电线日常巡检中,无人机经常会遇到的巡视方式其中主要包含了红外巡视和可见光巡视以及激光雷达巡视等几种方式,其中可见光的巡视方式是经常会使用到的一种巡视方式,通过可见光摄像头进行拍摄的照片以及录像,采取无线网络技术可以将输电线路自身的运行状态快速及时的传递给工作人员。

基于这样的一个发展过程,无人机巡视进行拍照的顺序主要是:按照无人机的方向,按照“先整体后局部”以及“从上到下”和“从左到右”的顺序去完成对线路整体的拍摄,采取这种形式可以得非常详细的路线信息。在巡视过程中,无人机进行观察的核心内容主要包含了线路本体以及附属设施,工作人员也能够按照实际的需求去对线路通道和线路外部环境等情况进行观察,可见无人机的巡视范围是十分广泛的,同时还能够对不同条件下提出的要求给予满足。
        2.3多角度多光谱成像
        AMTIS(机载多角度多光谱成像系统)的硬件功能可以有效得到自可见光至热红外共3个波段的9个角度相应图像,其属于当今唯一能够得到多角度热红外图像的主要设施。经由拼接和采集图像,对线路走廊三维地形、线路和物体距离图、线下横纵剖面图以及正射影像图等进行查看,从而定位地理,对走廊实际状况加以监视,并且精准定位危险点以及各距离的量测。
        2.4激光振动
        通过观察振动频谱,正常情况的中心频率和已开裂绝缘子是不同的。例如借助抛物型的反射镜把超声发生器发出的超声波对准所检测的绝缘子,引发微小的振动,随后利用激光在此对准所检测的绝缘子,继而按照反射信号频谱对绝缘子是否开裂加以判定。
        3无人机巡检的技术要求
        为了能够与当前复杂环境下的线路巡检要求保持一致,工作人员还要求进一步完成无人机相关路线要求的细化,并且使用多种科学合理的技术方式使得无人机功能得到完善,这样才可以更好的与未来输电线路巡检提出的要求保持一致,基于这样的一种情况,本文给出的具体处置方式为:无人机在输电线路巡检的过程中经常会受到树木行业建筑物以及其他一些等级的电力线路和通信架空光缆等障碍对其产生的影响,给予这样的一种情况会对巡检获得的效果产生影响,因此为了能够与当前复杂环境下提出的巡检要求保持一致,需要保障无人机不仅能够拥有GPS自主路线导航的控制功能,同时还需要具备电力线路杆塔的自动跟踪飞行控制能力,通过持续的识别和躲避障碍物,使得巡检过程能够快速进行完成。从当前技术的实际发展情况分析,当前国内无人机自动障碍规避系统可以在飞行过程中完成障碍物的判别,同时还能够有效的完成路线绕飞的选择,可以适合使用在一些复杂多变的输电线路巡检。
        无人机巡检安装其安装的可见光摄像以及红外线热成像等相关设备,在功能上需要使用摄像快速对焦和图像的高分辨率与杆塔所具备的自动识别等能力,在无线技术的支撑下去进行数据信息的有效传递。当前因为受到了5G技术发展对其产生的影响,及时的完成高清的图片以及视频的传递已经成为了可能,除了这些之外还能够使用人工的方式去对线路运行中的缺陷进行识别。当前伴随着图像识别技术的持续快速发展,无人机巡检智能的分析和识别电力缺陷等技术在持续的完善,图像其自身的传输效率变得更高,巡检技术人员会也可以更为快速精准的找出故障点,并且对其给予快速处置。
        结语
        无人机因其自身优势而在电力输电线路巡检中得到广泛应用,人工巡检的不足得以弥补,促进了巡检工作质量与效率的提升,巡检人员的劳动强度及安全风险都得以降低。在电力输电线路巡检过程中对于无人机的应用,需要保证作业流程的规范化,确保作业方法合理,从而为电力输电线路的安全可靠运行提供支持。
        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.
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        [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.
        [4]李力.无人机输电线路巡线技术及其应用研究[D].湖南:长沙理工大学,2012.
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