無人機在輸電線路運維檢修應(yīng)用研究

1、    無人機在輸電線路運維檢修應(yīng)用研究    任浩天【摘  要】由于電力企業(yè)的發(fā)展，擴大了電網(wǎng)的規(guī)模，從而增大了巡檢的工作量和難度。整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行主要受一些自然因素和人為因素的影響，而造成輸電線路受到破壞，致使輸電線路不能正常運行，而一旦發(fā)生故障，為了做到及時搶修工作，必須盡快找到輸電線路故障點，因此，在巡檢輸電線路故障中，采用無人機技術(shù)可以有效地提高搶修的效率?！娟P(guān)鍵詞】無人機;輸電線路;運維檢修;應(yīng)用隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，整個社會的用電需求也在不斷地攀升。電力事業(yè)的發(fā)展得到了來自于整個國家的重視。電力行業(yè)的發(fā)展穩(wěn)定性不僅

2、僅意味著電力企業(yè)自身的經(jīng)濟效益，也會對整個社會的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。其中，輸電線路作為電網(wǎng)主要的構(gòu)成部分，輸電線路的運行穩(wěn)定性是整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障所在。因此，開展電網(wǎng)工作的時候，需要將安全防范工作落到實處，針對于可能出現(xiàn)的安全隱患做到及時預(yù)防，盡早處理，讓嚴(yán)格的操作規(guī)程成為安全作用的前提條件。同時，輸電線路的維護(hù)單位需要定期將巡視，檢測，維修工作開展起來，懂得將先進(jìn)技術(shù)運用到日常工作中去，繼而更好地實現(xiàn)對輸電線路的科學(xué)管理，確保線路運行的穩(wěn)定性得到先進(jìn)技術(shù)的支持。1 無人機的分類與運用特征分析當(dāng)前，用于輸電線路巡視的無人機主要分為了固定翼，直升機與多旋翼這三種類型的無人機。其中，固定翼的無人

3、機本身的荷載較大，且飛行速度快，續(xù)航時間更長，但是無法做到懸停。固定翼的無人機大多是用于對整個輸電線路整體情況的巡視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題與隱患的時候，再作進(jìn)一步地處理。另外，固定翼的無人機能夠很好地被運用對對整個線路中違章建筑與樹木情況的巡視，并且可以在災(zāi)后的應(yīng)急評估中發(fā)揮作用，實現(xiàn)對救災(zāi)搶險信息的快速制作。無人機直升機可以做到定點的起飛與降落，且可以完成空中懸停的操作，但是它的速度沒有固定翼無人機的飛行速度快，續(xù)航能力也不如固定翼的無人機，因此不能很好地被適用于長時間的飛行。另外，無人機直升機的成本更高，操作難度更大。多旋翼無人機飛行機動靈活、操作簡單、懸停穩(wěn)定性高，抵御陣風(fēng)能力強，可以對線路桿塔、

4、絕緣子串、金具等設(shè)備進(jìn)行圖像信息采集，取得圖像或視頻供技術(shù)人員進(jìn)行分析，也可在線路大型檢修作業(yè)前進(jìn)行勘測，提前檢查設(shè)備狀況，便于檢修方案的制定。2 無人機在輸電線路運維檢修方面的優(yōu)點2.1 不受地形限制借助無人機巡檢輸電線路，可以實現(xiàn)近距離、多角度地對輸電線路中的絕緣子、導(dǎo)地線以及金具等設(shè)備進(jìn)行觀察，不會受到輸電線路所在地形的影響，大大提高了線路巡檢的效率，減少了人工作業(yè)風(fēng)險。2.2 不受氣候條件和地理環(huán)境限制針對那些人工無法作業(yè)或者氣候條件比較惡劣的輸電線路地段，可以借助無人機來開展日常線路巡檢作業(yè)，機動性和安全性均比較高。2.3 可以提升輸電線路巡檢的效率無人機可以實現(xiàn)快速飛行和懸停等功能

5、，此時可以便捷地監(jiān)測輸電線路中的金具、導(dǎo)地線、桿塔等元器件，且可以實時將相應(yīng)的影響傳回到測控站，有利于更好地分析輸電線路是否存在質(zhì)量問題。2.4 無人機的攜帶方面、操作靈活，作業(yè)效率高更為重要的是可以搭載不同檢測設(shè)備來實現(xiàn)不同的無人機功能，比如可以查找輸電線路金具、導(dǎo)地線等元器件的質(zhì)量缺陷，也可測定輸電線路走廊超高樹木、建筑等等。但是在使用無人機開展輸電線路巡檢的過程中，需要采用人工方式來設(shè)定科學(xué)的巡檢路線，確保工作人員可以從多角度來觀測輸電線路，確保輸電線路巡檢的質(zhì)量。3 無人機在輸電線路運維檢修應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)3.1 無人機的駕駛技術(shù)無人機的自動駕駛技術(shù)是輸電線路巡視的基礎(chǔ)。無人機巡視可以達(dá)

6、到長時間、超視距的遠(yuǎn)距離巡視，人工長時間的操控可能會眼睛疲勞，身心疲憊造成操作不當(dāng)，并且不能保證無人機的定點距離巡視，這就要求無人機能自主懸停、自由飛行做到自主判斷。無人機在巡視過程中要做到沿線檢測、并且要求與線路保持在安全距離，要求無人機檢測是具有抗干擾、抗風(fēng)力的優(yōu)越性能。無人機飛行還得能快速起飛，做到效率保障。3.2 電力線路視覺跟蹤技術(shù)無人機巡視過程中自身具備導(dǎo)航、有效躲避障礙物等人工智能，這些功能的實現(xiàn)是依靠對線路桿塔的視覺跟蹤技術(shù)來完成的。視覺跟蹤技術(shù)已經(jīng)取得了一定成效，但是在具體復(fù)雜環(huán)境中其運行可靠性還需要進(jìn)一步提高。無人機巡線過程機身會產(chǎn)生一定程度的振動，振動會破壞攝像機穩(wěn)定性進(jìn)

7、而導(dǎo)致巡線圖像不夠清晰，同時電力線相對整個背景來說太細(xì)極大地增加了視覺跟蹤難度。另外就現(xiàn)有追蹤技術(shù)而言，無人機巡視環(huán)節(jié)若遇到類似電力線路的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)錯誤追蹤。3.3 無線通迅網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無線通迅網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)地面基站計算機與無人機之間的雙向?qū)崟r數(shù)據(jù)交流。主要數(shù)據(jù)包括，無人機巡視過程定時拍攝的線路視頻和部分重要圖像，用于線路檢測的各智能傳感器數(shù)據(jù)，無人機所在具體位置信息以及由控制站計算機發(fā)送的用于控制飛行的各種信息等，無線通信網(wǎng)絡(luò)必須具備的安全、穩(wěn)定以及可靠等特點，使無人機在遠(yuǎn)距離巡視并且有信息干擾情況下能實現(xiàn)與控制站的實時聯(lián)系，保證電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定。3.4 無人機的檢測方法無人機的檢測方法包括非

8、接觸檢測技術(shù)、紅外熱像儀檢測法、電子光學(xué)檢測法和激光振動檢測法等。非接觸檢測是無人機檢測線路的關(guān)鍵，因為無人機不能像機器人那樣對線路直接檢修，例如紅外熱像儀能對局部故障進(jìn)行檢測，通過局部過熱造成的較強紅外輻射能原理，電子光學(xué)檢測法能對線路漏電放電進(jìn)行檢測，在放電部位有較強的光輻射，依據(jù)這一原理，能檢測到絕緣部位的漏電情況，激光振動檢測對已經(jīng)開裂的絕緣子可以輕易的檢測到，因為開裂后，反射回來的信號頻譜出現(xiàn)差異，依據(jù)這一原理，可以檢測開裂的絕緣子。結(jié)束語綜上所述，無人機在輸電線路中的應(yīng)用方向眾多，涵蓋了線路巡檢、架設(shè)線路以及線路測距等。無論在何種輸電線路作業(yè)中引入無人機，均可以在確保輸電線路作業(yè)順利開展的基礎(chǔ)上，提升輸電線路巡檢作業(yè)、架設(shè)作業(yè)以及測距作業(yè)等的質(zhì)量、效率和安全，從而可以有效地提升我國輸電線路建設(shè)和巡檢的經(jīng)濟效益，增強我國現(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)的使用效能。參考文獻(xiàn)：1 輸電線路無人機巡檢技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)問題分析 j.鄭賢龍，汪旭旭，葉鵬濤.電氣開關(guān).