輸電線路巡視中無人機技術(shù)的運用分析

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對于電力的需求也在增大,輸電線路越來越長。輸電線路是電力系統(tǒng)的主要組成部分,輸電線路的穩(wěn)定運行是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。因此,展開對于輸電線路的巡視工作有利于保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的人工巡視不僅效率低,而且在面對特殊地形時往往無法開展巡視工作,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,人工巡視花費時間長,耗費的成本高。雖然通過基于直升機的人工巡視能解決部分問題,但是直升機成本過高,無法大規(guī)模進(jìn)行應(yīng)用(圖i）。為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,對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)巡視中的直升機巡視

1輸電線路巡視中無人機應(yīng)用的重要性

無人機技術(shù)是通過無線電技術(shù)對不載人飛行器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù),無人機本身具有成本低、易控制、小巧靈活等特點,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)用無人機可以極大地提高巡視效率,減少電力企業(yè)對于巡視資金的投入,在巡視過程中只需調(diào)動一小部分人和無人機即可,無需像傳統(tǒng)的巡視那樣耗費大量物力、人力。在人工巡視過程中需要用到高空架線,因此導(dǎo)致了費用大大提高,使用無人機進(jìn)行巡視,一次性可使用4h,進(jìn)行長達(dá)30km的線路巡視,相當(dāng)于30個巡視人員一天的工作量,且面對復(fù)雜地形時不會受其影響,不僅有效縮短了工作時間,還減少了巡視工作的費用,為企業(yè)帶來了更大的利潤。

采用無人機進(jìn)行輸電線路巡視,發(fā)現(xiàn)的問題較為準(zhǔn)確,且可以及時通知相關(guān)部門進(jìn)行仔細(xì)查看。無人機還可以對輸電線路周圍的樹木、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行得到更好的保障,防止惡劣環(huán)境對線路巡視造成影響。此外,無人機相對于人工巡視而言,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,無人機可以在空中及時發(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無人機巡檢內(nèi)容

無人機巡檢(圖2）主要是對輸電線路導(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,在巡檢時根據(jù)線路的運行狀況不同,按照相關(guān)要求對設(shè)備展開可見光巡檢或紅外巡檢項目。在進(jìn)行故障巡檢時,通過無人機確定出重點檢查區(qū)域和部位,及時查找到故障點和其他異常狀況。除此之外,通過無人機巡檢可以完成鳥害巡檢、災(zāi)后巡檢、放火燒山巡檢、樹木巡檢等等。

圖2輸電線路無人機巡檢

3輸電線路巡視中無人機應(yīng)用的技術(shù)

3.1無人駕駛技術(shù)

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

3.2圖像傳輸技術(shù)

無人機上的攝像頭可取代人眼控制輸電線路的巡視檢測,將有問題的線路傳給操作人員進(jìn)行判斷和確認(rèn)。無人機上要同時裝備攝像頭和圖像傳輸機,才能保證操作人員獲得清晰的圖像。為了保證傳輸效率,無人機需要采用壓縮算法對圖片進(jìn)行壓縮,因此無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)過自然環(huán)境的打磨對其進(jìn)行確認(rèn)會比較困難,要對故障點進(jìn)行分析檢測,需要無人機在故障部位進(jìn)行懸停,這樣才能有效地對出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查。

3.3檢測方法

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

4輸電線路巡視中無人機的應(yīng)用

在輸電線路巡視中應(yīng)用無人機(圖3）,除了可以對線路故障進(jìn)行巡視外,還能獲得輸電線路的各項數(shù)據(jù)。對于輸電線路可能存在的故障,無人機巡檢成為快速發(fā)現(xiàn)并解決故障的重要手段。無人機巡視的成本相對較低,能夠順利完成線路故障的統(tǒng)計分析,使得各項故障得到合理地解決。通過操作無人機,管理人員可以得知線路目前的運行狀態(tài),再利用科學(xué)的辦法對線路故障率進(jìn)行計算,并采用有效的處理措施解決故障問題。無人機巡檢應(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,在以后很長一段的時間內(nèi),無人機巡視將成為線路巡視的主要手段[5]。

圖3管理人員通過無人機對輸電線路進(jìn)行巡視

4.1輸電桿塔檢測應(yīng)用

輸電桿塔由于自身高度較高,如果采用人工檢測方法進(jìn)行檢測,會為檢測人員帶來一定的安全風(fēng)險,同時檢測過程也會耗費較長的時間,而利用無人機進(jìn)行輸電桿塔的檢測就可以有效解決這一問題[6]。

4.2常規(guī)檢測應(yīng)用

根據(jù)相關(guān)的制度規(guī)定展開定期巡檢,實時監(jiān)視線路運行狀態(tài),并在勘察現(xiàn)場地形的同時收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。

4.3故障檢測應(yīng)用

利用現(xiàn)有的技術(shù)參數(shù)對線路進(jìn)行巡檢,檢測輸電線路是否存在故障,并通過多角度對比參數(shù)進(jìn)行分析,對故障發(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特殊檢測應(yīng)用

當(dāng)部分地區(qū)出現(xiàn)特殊情況或特殊環(huán)境時,需要借助無人機技術(shù)進(jìn)行巡檢操作,對線路周圍的異物進(jìn)行清理。

4.5輸電線路檢測應(yīng)用

在某些地區(qū)中,由于輸電線路縱橫交錯,經(jīng)常會遭到吊車、水凝泵車等大型機械設(shè)備的外力破壞,從而導(dǎo)致線路受到永久性破壞。通過運用無人機巡查技術(shù),可以迅速查找到故障發(fā)生區(qū)域,通過現(xiàn)場拍照,判斷出現(xiàn)場破壞的級別,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

綜上所述,輸電線路的巡視是一項勞動強度高、要求細(xì)致的工作,長期的巡視工作會給巡線人員帶來巨大的心理和生理壓力,從而影響到巡視的質(zhì)量。運用無人機進(jìn)行輸電線路巡視,不僅能夠提高巡視的效率,還能夠減少財力、人力的投入,同時也能彌補人工巡視存在的很多不足之處。