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摘要:从近年来的发展而言,我进步是非常快速的,电网的安全性同我国社会的发展之间也有着一定的联系,而输电线路能为企业的发展提供一个稳定的保障。无人机作为一种新型的设备可以运用到输电线路的巡检中,和红外探测设备共同协作,一起来完成线路的巡检工作。本文首先简要的介绍了这项技术的应用优势,接着分析了现阶段线路巡检中存在的问题,最后重点探讨了这项技术的应用模式,以期为相关人员提供一定的参考。
关键词:无人机;输电线路;巡检技术国电力事业的
在通常情况下,输电线路的分布一般都比较偏远,大多集中在郊区,而且地形比较复杂化,在实行人工巡检的时候,会存在着诸多的问题。同时,线路在运行的时候,经常会受到一些自然和人文因素的限制,导致整个线路受到一定的破坏,从而严重的影响到了系统的稳定运行。因此,电力部门可以采用无人机技术,将其运用到输电线路的巡检中,这样可以最大限度的提高整体的检修效率,确保线路的正常运行。
一、无人机在输电线路巡检中的应用优势
无人机具备非常明显的应用优势,体积小,可以实行全方位的检查,借助自主导航与悬停的方式,避免出现碰撞的情况,而且在巡视的时候,也可以找到其中的故障点。巡检人员可以在无人机中安装一些高清的相机,这样在检查的时候,就可以将相关的情况都拍摄下来,按照图片中的具体情况去判断线路的运行状态。同时,这项技术还可以分为两种不同的操作模式——手动、自动,在手动的模式下,可以根据预定的路线去进行自主性的导航,然后对线路进行系统性的检查。
二、当前输电线路巡检中存在的问题
(一)巡检管理中存在的问题
传统化的巡视制度,主要是提前拟定计划,对于不同运行情况的输电线路提出同等的要求,然后安排相同的巡检工作。在时代快速发展的当下,这种常规性的方式已经无法适应当下的发展需求,人们不能准确的了解到设备的运行状态和地理情况等。例如在一些郊区和市区中,如若仍旧是安排相同的巡视周期,这样会浪费大量的人力和物力,无法检测出具体的危险点。如若经常对一些不重要的地点进行重复性的巡查,就会降低巡检人员的反应能力,让整个工作变得更加的形式化。
(二)巡检人员中存在的问题
从实践中表明,输电线路一般都是搭设在山地和丘陵地带,从最基本的角度而言,线路的巡视工作应该必须要到位,对于每一个杆塔都要进行严格的检查。但是受到地理和天气因素的限制,会严重影响到他们的巡检效率,严重时,甚至会造成安全事故。同时,在状态巡检中,也应该按照不同的发展规定和运行情况去制定与之匹配的标准,但是这个工作还处于探索阶段,相关的制度还没有完善,所以对于故障率的评估还缺乏一个系统性的标准。
三、无人机在输电线路巡检中运用模式
(一)巡检系统
将无人机技术应用到线路的检查中,其中包含了4个非常重要的系统:通信、无人机、地面站和机载设备。通信设备是无人机同地面相互联系的一种工具,主要是接收一些有用的信号,然后将其传送都地面站中,最后发送到无人机系统中。地面站主要是对无人机进行相应的遥测,对巡检过程中存在的视图进行相应的定位。机载设备是获得图像的一种平台,当无人机在接收到遥控指令的时候,就可以对一些重点部门进行拍照取样。在线路巡检的过程中,一般会选择采用一些小型的摄像机,将其固定到机体中,接受到一些遥控信息以后,就可以对电网输电线路的重点部分进行取样,然后实行全线的拍摄。当工作人员在收到相应的图片以后,应该同专业人员一同分析线路的运行情况,然后针对其中可能会存在的故障点实行进一步的检查与维修。同时,这项技术还可以检测出杆塔的倾斜程度,判断其是否存在着悬挂物等,将重点部分固定在导线和杆塔中。
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(二)巡检过程
为了最大限度的提升无人机巡检的效率和质量,在经过一段时间的研究以后,就可以结合一些理论性知识,按照现场的测试结果,制定一个规范性的检查流程。第一,相关人员在学习线路检修的基础上,了解到相应的巡检任务,将制定的计划交由主管部门进行审批。如若没有达到审批的要求,需要返回重新制定。第二,前期的准备工作,在获得一些现场巡检情况的时候,如气象条件、地形地貌等,就可以将收集到的信息都归纳在一起,为后续的检修提供一定的保障。第三,线路巡检作业中,一个是起飞前的准备,应该按照杆塔和地标物的具体情况去确定相应的巡检路线,让无人机始终处于一个良好的运行状态内。另一个是起飞前的巡检作业,尽量将无人机控制在一个预定的状态内,在遇到一些特殊情况时,地面操作人员需要及时去更改相应的飞行方案,然后适当的调整云台角度,通过拍照的或者是录像的方式了解到线路的运行情况。
(三)巡检路径
当工作人员在利用无人机进行线路巡检的时候,应该提前做好路径规划工作,然后将计划导入到机体系统中。当前,操作人员一般会逐点的去计算飞行路径,然后将这些数据采用人工的方式输入到机体系统中,这种模式对于操作人员的专业能力有着极高的要求,在计算中禁止出现数据偏差,不然会带来比较严重的安全隐患。为了有效的规划巡检路径,加强对数据的智能化计算,工作人员就可以选择采用“遗传算法”,用于优化整体的计算路径,也可以选择利用坐标编码的方式,结合巡检中的约束条件来进行计算,这样也能最大限度的提升整体的搜索能力。巡检路径中,一般包含了作业起飞点、降落点和经纬度等,在巡检的时候,经常会受到一些额外条件的限制,这时候相关人员就可以在路径空间中去寻找到最优化的飞行路线。然后按照路径空间的某一个节点去计算出整体的飞行路径,这种方式主要是将路径规划的问题,转变成为函数最小值,采用单目标优化的模式就可以计算出一个最优的飞行路径。
(四)故障诊断和预测
无人机巡检工作中,主要是采用图像拍摄的模式,可能有一小部分会出现故障模糊的情况,但是同传统化的巡检方式相比,无人机技术的应用存在着极大的优势点。巡检人员为了更为快速的发现其中的问题,就可以在智能化的基础上提出一些新的研究方案,例如,杆塔检测框架,主要是利用摄像机去获取图像,然后按照分类、提取和匹配三个步骤,从巡检图中的杆塔去找出相应的故障类型。同时,还可以采用启发式聚类算法,对Lab空间中的信息进行分类,然后检测出故障点的具体位置。例如在M4R无人机线路巡检的时候,接收到地面站的引导,这时候就沿着线路去进行飞行,在保持线路安全的时候,准确的到达设备附近,接着选择一个最合理的角度去进行拍摄。对设备采集的采集和检测进行调整的时候,也可以调节设备的减振云台,一定要在安全的情况下,去进行图像的采集和传输。
结束语
线路运行对于整个供电系统的稳定性具有非常重要的作用,做好线路的巡检工作是非常重要的,将无人机这种新型的技术应用到线路巡检中,可以最大限度的提高输电线路的稳定性。同时,在实际工作的时候,相关人员也应该加大对此的研究力度,将重点放置在路径规划、故障诊断等方面,这样才能增强电力的自动化能力。
参考文献
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论文作者:李永忠,许令
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/16
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