输电线路巡视中无人机技术的运用分析刘恒阳论文_刘恒阳,王新雨

输电线路巡视中无人机技术的运用分析刘恒阳论文_刘恒阳,王新雨

摘要:随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各行各业的发展都得到了快速的提升。电力行业也不例外,电力行业是国民经济发展的支柱,作为国家的重要基础设施,坚强的电网是国家高速发展的有力保障。输电线路长期暴露在自然环境中,受到鸟害、冰灾、树障、外破、强风、山体滑坡等一系列潜在威胁影响输电线路的安全运行。众所周知,输电线路的坚强程度直接决定了电力供应的稳定。因此,对输电线路进行保护必不可少。现阶段,我国对输电线线路进行保护的主要措施就是对线路进行定期的巡视检查,并组立专业的运维检修队伍,通过闭环管理,及时消除线路故障及潜在隐患。近年来,我国无人机技术不断发展,相关产业逐渐成熟,开发了许多先进可靠的无人机机型,处于世界领先地位,使用无人机代替传统的人工巡视成为了潮流。

关键词:输电巡检;无人机技术;运行稳定

引言

输电线路检修是电力线路运检工作必不可少的环节。随着社会经济的快速发展,对于电力的需求也在增大,输电线路越来越长。输电线路是电力系统的主要组成部分,输电线路的稳定运行是保证电力系统稳定运行的关键所在。因此,展开对于输电线路的巡视工作有利于保证电力系统的稳定运行。传统的人工巡视不仅效率低,而且在面对特殊地形时往往无法开展巡视工作,尤其是在遇到丘陵、高山、沙漠等特殊地形的情况下。除此之外,人工巡视花费时间长,耗费的成本高。虽然通过基于直升机的人工巡视能解决部分问题,但是直升机成本过高,无法大规模进行应用。为了保障电力系统的安全稳定运行,对于输电线路的巡视工作积极采用先进、有效的新措施十分关键。

1无人机电力线路安全巡检系统

无人机电力线路安全巡检系统主要由三部分构成:(1)无人机飞行平台。(2)地面实时数据获取系统。(3)是地面数据处理分析中心。无人机飞行平台自身可以对无人机的固定翼和旋翼为基础和根据进行划分。其自身搭载许多先进的传感设备和数据获取设备,还有自助预警设备和相关的避障系统等无人机飞行的必备设备。其能够在复杂的环境之中保持飞行的姿态和稳定,还能够利用自身的定位系统将自身的位置和状态实时传输给后台的数据操作人员,接着会根据探测点的环境状况以及视野情况选择合理的传感器系统,以此来最大程度获取探测点的相关数据资料。而地面实时数据获取系统是整个电力线路安全巡检系统中的关键核心,承担着重要的过渡和枢纽作用。系统任务:(1)接受无人机所传输的相关数据资料,以及对无人机的信号进行接收。(2)对无人机进行控制,将相关数据资料传输至后台的工作人员,以此来推进下一步的工作计划。(3)地面数据处理分析中心是整个电力线路安全巡检系统的最终汇总系统,具有整理、分析、存储、应用等效果。其自身能够应用相关数据技术和测量技术对各类检测对象进行精确化测量和分析,还能够对相关巡检线路进行可视化技术呈现,检测出线路的损坏位置、线路的损坏原因,能够及时准确的定位线路的所在位置和所处情况,达到电力线路的故障及时查处,方便后期的及时维修工作,大大提高检修效率和速度。

2无人机消缺

用无人机巡检,缩短工作时间由1h缩减至15min。应用无人机巡检时,应注意:(1)清除电力输电线路上缠绕的塑料、遮阳网、编织带、广告布、风筝及风筝拉绳等异物时,携带喷火装置精准方便烧除异物(见图4);(2)避免人工检修时作业人员费事费力地登杆塔工作和作业人员在输电导线上坐飞车移动取异物的危险;(3)避免传统输电线路异物清除时线路停电的要求。

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3无人机在输电巡检中的关键技术

3.1无人机的飞行控制系统

无人机在输电巡检中的关键技术之一是无人机的飞行控制系统。目前无人机飞行控制系统通过以下几个方面控制机身的稳定:(1)通过GPS信号传输,可以在任意方位传来气流冲击时保持空间位置可飞行姿态的稳定。(2)在锁定飞行高度的情况下,自动调整,保持飞行高度。(3)保持飞行航向的稳定。(4)采集飞行信息,及时与地面信号控制器进行交流。并在紧急情况下,提醒操作手进行紧急迫降。(5)地面控制器传出指令时,无人机可以实时做出相应动作。(6)飞行路径中遇到障碍物时,具有自动壁障功能。(7)具备其他应急处理的功能。

3.2自动巡检

无人机在输电巡检中的关键技术之二是自动巡检。传统无人机采用了GPS定位系统,在飞行过程中接收到四颗卫星传输过来的伪随机码(C/A码),通过航拍电文的不断修正来规范飞行轨道。近两年,技术人员通过记录航道上的空间坐标信息,并让无人机在制定的位置拍照,建立输电通道空间模型,可以在1m的误差内确定树障及房障等外破距离,进一步降低了运维人员的劳动强度和巡检效率。运用RTK(载波相位差分技术)的无人机在慢慢投入使用,该技术通过将基准站建在已知或未知点上,基准站接收到的卫星信号通过无线通信网实时发给用户,用户接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合解算,可以将树障及房障等外破的误差降低在30~50cm。

4输电线路中无人机巡检技术的应用

在输电线路巡视中应用无人机,除了可以对线路故障进行巡视外,还能获得输电线路的各项数据。对于输电线路可能存在的故障,无人机巡检成为快速发现并解决故障的重要手段。无人机巡视的成本相对较低,能够顺利完成线路故障的统计分析,使得各项故障得到合理地解决。通过操作无人机,管理人员可以得知线路目前的运行状态,再利用科学的办法对线路故障率进行计算,并采用有效的处理措施解决故障问题。无人机巡检应用在输电线路巡视中,不仅可以得到准确的数据信息,还能获得良好的经济效益,降低输电线路巡视成本。因此,在以后很长一段的时间内,无人机巡视将成为线路巡视的主要手段。首先是输电杆塔检测应用。输电杆塔由于自身高度较高,如果采用人工检测方法进行检测,会为检测人员带来一定的安全风险,同时检测过程也会耗费较长的时间,而利用无人机进行输电杆塔的检测就可以有效解决这一问题。其次是输电线路检测应用。在某些地区中,由于输电线路纵横交错,经常会遭到吊车、水凝泵车等大型机械设备的外力破坏,从而导致线路受到永久性破坏。通过运用无人机巡查技术,可以迅速查找到故障发生区域,通过现场拍照,判断出现场破坏的级别,确定破坏程度,根据分析判断是否需要进行断电维修,并商讨处理的办法。

结语

总之,运用无人机进行电力线路巡检成为我国当前输电线路巡检的一种重要的方式,无人机巡检技术的发展,推动了电力巡检现代化发展。

参考文献

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[5]吴利强.输电线路无人机巡视分析及推广应用[J].科技资讯,2017,15(3):57-58.

论文作者:刘恒阳,王新雨

论文发表刊物:《中国电业》2020年1期

论文发表时间:2020/4/24

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