輸電線路巡視中無(wú)人機(jī)技術(shù)的運(yùn)用分析

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)于電力的需求也在增大,輸電線路越來(lái)越長(zhǎng)。輸電線路是電力系統(tǒng)的主要組成部分,輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。因此,展開(kāi)對(duì)于輸電線路的巡視工作有利于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的人工巡視不僅效率低,而且在面對(duì)特殊地形時(shí)往往無(wú)法開(kāi)展巡視工作,尤其是在遇到丘陵、高山、沙漠等特殊地形的情況下。除此之外,人工巡視花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),耗費(fèi)的成本高。雖然通過(guò)基于直升機(jī)的人工巡視能解決部分問(wèn)題,但是直升機(jī)成本過(guò)高,無(wú)法大規(guī)模進(jìn)行應(yīng)用(圖i）。為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)于輸電線路的巡視工作積極采用先進(jìn)、有效的新措施十分關(guān)鍵。

圖1傳統(tǒng)巡視中的直升機(jī)巡視

1輸電線路巡視中無(wú)人機(jī)應(yīng)用的重要性

無(wú)人機(jī)技術(shù)是通過(guò)無(wú)線電技術(shù)對(duì)不載人飛行器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù),無(wú)人機(jī)本身具有成本低、易控制、小巧靈活等特點(diǎn),因此在不同的領(lǐng)域都得了廣泛應(yīng)用,尤其在輸電線路巡視中應(yīng)用的效果更為突出。

輸電線路巡視中應(yīng)用無(wú)人機(jī)可以極大地提高巡視效率,減少電力企業(yè)對(duì)于巡視資金的投入,在巡視過(guò)程中只需調(diào)動(dòng)一小部分人和無(wú)人機(jī)即可,無(wú)需像傳統(tǒng)的巡視那樣耗費(fèi)大量物力、人力。在人工巡視過(guò)程中需要用到高空架線,因此導(dǎo)致了費(fèi)用大大提高,使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡視,一次性可使用4h,進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)30km的線路巡視,相當(dāng)于30個(gè)巡視人員一天的工作量,且面對(duì)復(fù)雜地形時(shí)不會(huì)受其影響,不僅有效縮短了工作時(shí)間,還減少了巡視工作的費(fèi)用,為企業(yè)帶來(lái)了更大的利潤(rùn)。

采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡視,發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題較為準(zhǔn)確,且可以及時(shí)通知相關(guān)部門(mén)進(jìn)行仔細(xì)查看。無(wú)人機(jī)還可以對(duì)輸電線路周?chē)臉?shù)木、建筑進(jìn)行排查,防止出現(xiàn)違規(guī)違章建筑、植被,從而使輸電線路的安全運(yùn)行得到更好的保障,防止惡劣環(huán)境對(duì)線路巡視造成影響。此外,無(wú)人機(jī)相對(duì)于人工巡視而言,范圍更加廣、更加全面,能從多角度進(jìn)行巡視,如果遇到雷擊等自然災(zāi)害造成的故障,無(wú)人機(jī)可以在空中及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置,極大地提高了巡視效率和質(zhì)量,減少了巡視人員的工作量。

2無(wú)人機(jī)巡檢內(nèi)容

無(wú)人機(jī)巡檢(圖2）主要是對(duì)輸電線路導(dǎo)線、地線和桿塔上的金屬、絕緣器件、附屬設(shè)備和線路等設(shè)備進(jìn)行常規(guī)性的檢查工作,在巡檢時(shí)根據(jù)線路的運(yùn)行狀況不同,按照相關(guān)要求對(duì)設(shè)備展開(kāi)可見(jiàn)光巡檢或紅外巡檢項(xiàng)目。在進(jìn)行故障巡檢時(shí),通過(guò)無(wú)人機(jī)確定出重點(diǎn)檢查區(qū)域和部位,及時(shí)查找到故障點(diǎn)和其他異常狀況。除此之外,通過(guò)無(wú)人機(jī)巡檢可以完成鳥(niǎo)害巡檢、災(zāi)后巡檢、放火燒山巡檢、樹(shù)木巡檢等等。

圖2輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢

3輸電線路巡視中無(wú)人機(jī)應(yīng)用的技術(shù)

3.1無(wú)人駕駛技術(shù)

如果巡視人員一直要對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制,則長(zhǎng)時(shí)間面對(duì)屏幕很容易造成眼睛疲勞,無(wú)法保證在操控?zé)o人機(jī)時(shí)的精準(zhǔn)性,這就使得無(wú)人機(jī)在巡視工作應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)全無(wú),因此需要讓無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)自行控制降落,在巡視中做到沿線檢查并保持安全距離。為了保證無(wú)人機(jī)在巡視過(guò)程中能夠應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境,應(yīng)用無(wú)人駕駛技術(shù),使其遇到特殊情況時(shí)可自行判斷選擇返航或緊急降落,同時(shí)也能夠接受控制人員的指令。

3.2圖像傳輸技術(shù)

無(wú)人機(jī)上的攝像頭可取代人眼控制輸電線路的巡視檢測(cè),將有問(wèn)題的線路傳給操作人員進(jìn)行判斷和確認(rèn)。無(wú)人機(jī)上要同時(shí)裝備攝像頭和圖像傳輸機(jī),才能保證操作人員獲得清晰的圖像。為了保證傳輸效率,無(wú)人機(jī)需要采用壓縮算法對(duì)圖片進(jìn)行壓縮,因此無(wú)法保證圖像的清晰度[4],這就需要選擇合適的圖像傳輸技術(shù)。此外,由于輸電線路常年暴露在野外,經(jīng)過(guò)自然環(huán)境的打磨對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)會(huì)比較困難,要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行分析檢測(cè),需要無(wú)人機(jī)在故障部位進(jìn)行懸停,這樣才能有效地對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行排查。

3.3檢測(cè)方法

無(wú)人機(jī)的檢測(cè)是非接觸性檢測(cè),采用紅外熱像儀可以對(duì)輸電線路的局部故障進(jìn)行排查,基于紅外熱輻射的原理,通過(guò)電子光學(xué)檢測(cè),就可以對(duì)線路故障區(qū)域進(jìn)行判斷。

4輸電線路巡視中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

在輸電線路巡視中應(yīng)用無(wú)人機(jī)(圖3）,除了可以對(duì)線路故障進(jìn)行巡視外,還能獲得輸電線路的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。對(duì)于輸電線路可能存在的故障,無(wú)人機(jī)巡檢成為快速發(fā)現(xiàn)并解決故障的重要手段。無(wú)人機(jī)巡視的成本相對(duì)較低,能夠順利完成線路故障的統(tǒng)計(jì)分析,使得各項(xiàng)故障得到合理地解決。通過(guò)操作無(wú)人機(jī),管理人員可以得知線路目前的運(yùn)行狀態(tài),再利用科學(xué)的辦法對(duì)線路故障率進(jìn)行計(jì)算,并采用有效的處理措施解決故障問(wèn)題。無(wú)人機(jī)巡檢應(yīng)用在輸電線路巡視中,不僅可以得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息,還能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,降低輸電線路巡視成本。因此,在以后很長(zhǎng)一段的時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)巡視將成為線路巡視的主要手段[5]。

圖3管理人員通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路進(jìn)行巡視

4.1輸電桿塔檢測(cè)應(yīng)用

輸電桿塔由于自身高度較高,如果采用人工檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè),會(huì)為檢測(cè)人員帶來(lái)一定的安全風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)檢測(cè)過(guò)程也會(huì)耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間,而利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輸電桿塔的檢測(cè)就可以有效解決這一問(wèn)題[6]。

4.2常規(guī)檢測(cè)應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)的制度規(guī)定展開(kāi)定期巡檢,實(shí)時(shí)監(jiān)視線路運(yùn)行狀態(tài),并在勘察現(xiàn)場(chǎng)地形的同時(shí)收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。

4.3故障檢測(cè)應(yīng)用

利用現(xiàn)有的技術(shù)參數(shù)對(duì)線路進(jìn)行巡檢,檢測(cè)輸電線路是否存在故障,并通過(guò)多角度對(duì)比參數(shù)進(jìn)行分析,對(duì)故障發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行定位,從而使故障處理效率達(dá)到最高。

4.4特殊檢測(cè)應(yīng)用

當(dāng)部分地區(qū)出現(xiàn)特殊情況或特殊環(huán)境時(shí),需要借助無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行巡檢操作,對(duì)線路周?chē)漠愇镞M(jìn)行清理。

4.5輸電線路檢測(cè)應(yīng)用

在某些地區(qū)中,由于輸電線路縱橫交錯(cuò),經(jīng)常會(huì)遭到吊車(chē)、水凝泵車(chē)等大型機(jī)械設(shè)備的外力破壞,從而導(dǎo)致線路受到永久性破壞。通過(guò)運(yùn)用無(wú)人機(jī)巡查技術(shù),可以迅速查找到故障發(fā)生區(qū)域,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拍照,判斷出現(xiàn)場(chǎng)破壞的級(jí)別,確定破壞程度,根據(jù)分析判斷是否需要進(jìn)行斷電維修,并商討處理的辦法。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述,輸電線路的巡視是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度高、要求細(xì)致的工作,長(zhǎng)期的巡視工作會(huì)給巡線人員帶來(lái)巨大的心理和生理壓力,從而影響到巡視的質(zhì)量。運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輸電線路巡視,不僅能夠提高巡視的效率,還能夠減少財(cái)力、人力的投入,同時(shí)也能彌補(bǔ)人工巡視存在的很多不足之處。