无人机在输电线路巡检中的应用及发展前景

无人机在输电线路巡检中的应用及发展前景

(广东电网有限责任公司汕尾供电局广东汕尾516600)

摘要:由于社会发展的趋势需要,传统输电线路巡检的方式已经满足不了大规模、全方位的用电需要,同时传统线路巡检方式的弊端日益显现,并且存在极大的人身安全隐患。因此,研究更科学合理的巡检方式迫在眉睫。随着无人机的民用化发展,电力系统也在积极研究其在电力生产中的应用,将无人机技术引入到输电线路巡检上来,并对其进行科学合理的运用,将能够保障输电线路更安全平稳的运行。

关键词:无人机输电线路巡检应用发展前景

引言

在全面深化改革的今天,为了满足社会日益增加的电力需求,输电线路的规模不断增加,结构也越发繁杂,这大大增加了输定线路架设以及巡检的难度。此时如果继续采用人工作业方式,不仅会增加输电线路建设和维护成本,同时效率也比较低下,经济价值不足。而如果可以合理借助无人机,则可以在高效完成输电线路架设以及巡检等作业的基础上,增加电力企业经济效益。

1.无人机的主要特点

无人机系统属于新兴的综合运用技术,其中包含了遥测、遥控、遥感和飞行以及计算机运用技术等。其主要的特点有:高精度,在民用领域内,无人机是低空飞行器,飞行的高度通常在50~1000m,航空摄影内也属于近景测量,精度为亚米级,范围是0.1~0.5m。成本低和实时性,无人机的飞行受到空中的管制以及天气的影响是比较小的,携带着的飞行及摄影设备的价格通常都比较低,可以对运行成本实现有效降低。灵活且安全,无人机对于其将场地并无特定的要求,并且运行的准备时间较短,操作人员只需要接受简单的培训就可以上手,在天气较为恶劣时同样可以获的影响信息,并且即便是系统设备发生了故障也能够避免对妊娠造成伤害。拍摄的多角度及高度的分辨率,无人机能够携带精度较高的数码成像设备,并且实时获取地面的影响,同时借助卫星及地面的通信站点来传输;此外其具有高度的灵活性,可以实行垂直或是倾斜摄影,能够在竖直拍摄下得到平面摄影,对地上建筑物比较复杂的区域能够实现低空的多角度摄影,获得建筑物多面的高度分辨率纹理影响,实现了卫星遥感和普通摄影地面的影响中遭遇高层建筑遮挡的难题。无人机的局部摄影优势和卫星遥感及航空摄影实现了互补。

2.无人机巡检输电线路技术应用的优缺点

2.1无人机巡检输电线技术应用优势

在无人机巡检输电线技术运行过程中,最基本的技术支撑就是自主导航飞行技术以及自助悬停技术,这两项技术能从根本上提升整体项目的运行效率和价值,确保运行结构的安全完整。不仅能确保输电线路具备防碰撞的自我保护能力,也能实现巡视和检测任务,并且能最快地寻找出线路中的故障点,特别要注意的是,在特殊天气中,两种技术能有效保证巡检数据的完整科学。另外,无人机巡检输电线路项目运行过程中,飞行控制技术和自主悬停技术能实现自驾和手动两种模式,也就是说,在无人机悬停操作过程中,管理人员能借助高清监控录像对输电线路进行及时的检查,从而对数据进行有效汇总,确保数据的优化处理。当手动操作无人机时,无人机能按照操作人员设定的路线集中检查,从而确保其能对特殊圈定的路线进行集中处理和巡检。

2.2无人机巡检输电线技术应用劣势

任何项目在发展的过程中,除了具备相应的技术特色,还会遭遇一些问题和不足,特别是时间节点问题,利用无人机巡航进行操作,时间会比较短,而且工作运行不会受到无人机体积的影响。本身电池容量比较小,这就会对巡航任务造成一定的影响,在实际任务推进的过程中,临时出现的时间问题都会造成项目推进进度受损。另外,无人机的实际控制范围比较受限,一般维持在1000m左右,若是超出范围,无人机的巡检数据会失去准确性。加之无人机项目不能对收集到的图像进行有效的缺陷分析,这也就导致图像在传递的过程中不能进行及时性的纠正。

3.无人机巡检输电线路技术的应用实例

3.1雷击故障点查找

一般来说,悬垂绝缘子串雷击放电后,横担侧与导线侧绝缘子烧伤最为严重,且横担侧挂线点金具之间的连接点会有烧伤痕迹,悬垂线夹与或导线有明显的放电痕迹,若安装有均压环,则均压环上有明显的烧伤痕迹。耐张杆塔若无跳线串,一般直接烧伤横担侧若干绝缘子后对跳线放电,若跳线弧垂过大也可能沿绝缘子串放电。而这些部位受视角的限制,人工很难在地面通过高倍望远镜巡视发现。即便是人工登检,也只能对杆塔侧绝缘子串或金具进行有效检查,对剩余部位依旧存在盲区。以下是使用多旋翼无人机对输电线路雷击故障查找实例。20xx年x月x日,某电力公司220kV畲棉甲线故障跳闸,运维单位组织无人机进行故障巡视。经故障巡视,发现71号塔A相横担侧合成绝缘子伞裙及导线端均压环上有明显烧伤痕迹。71号塔是呼称高21m的直线塔,绝缘子配置为双联双串复合绝缘子串,杆塔位于海拔199.7m的山顶位置,周围为灌木丛,不能通过肉眼及手持望远镜查找故障点,由于视角限制,也不能通过高倍望远镜查找故障点。无人机机手在山脚距杆塔约260m位置选取空地进行故障查找工作,经过1个架次约15min的查找工作,准确清晰地拍到放电点。

3.2地线断股等细微缺陷确认

20xx年x月某电力公司通过“无人机机巡+人巡”模式开展线路隐患排查。人工巡视中通过高倍望远镜发现220kV畲长线#5—#6塔第9~10个间隔棒上方地线断股,该档距1123m,由于档距大,地线距离地面较远,不能准确判定断股数目。考虑到无人机快速、灵活的特点,随后组织无人机开展断股确认。在机型选择方面,考虑了便携以及拍照效果因素。为便于操作,操作手将起降点选择在边导线外侧约60m处的空地上,随后按照作业流程到达缺陷位置,利用无人机搭载高清相机,拍摄断股位置图片,实时传输到地面基站,地面操作人员根据实时图像调整相机角度,对断股点进行拍摄。通过图片核实,本处断股2股,同时利用无人机航拍了前后两基塔的地形地貌,为后续制定消缺方案提供技术支撑。

4.无人机巡检技术的发展前景

无人机巡检输电线路技术具有非常广阔的发展和推广前景。一是可以针对高压输电线路进行日常巡视以及故障查找,实现对可疑故障点的快速排查,做到故障的准确定位。二是无人机巡检技术的应用可以减少高空作业以及带电作业的次数,通过地面远程控制实现对线路和设备的高空检查,为状态检修提供必要的数据支持。三是在具体的区段以及局部设备故障巡查中有着良好的适用性,不仅操作方便、成本低廉,而且安全性更强,在经济、技术和安全方面有着广阔的应用前景。四是无人机能够实现定点悬停,针对绝缘子、线路金具等进行局部检测,不需要登杆检查,减少了劳动强度和巡检时间,在一些恶劣的地形条件下,更是可以实现自动巡视,不受环境因素的影响,能够保证良好的巡检效果。

5.结束语

对于整个电力系统而言,输电线路的稳定可靠运行是非常重要的,直接影响着电力系统供电的可靠性,因此供电企业应该做好输电线路的巡检工作。在输电线路巡检中应用无人机技术,能够提高线路巡检的效率和质量,保证线路的稳定运行。就目前而言,在运用无人机技术进行输电线路巡检时,还存在着巡检时间短以及遥控距离小的问题,需要技术人员进一步研究和解决。

参考文献:

[1]周海峰.无人机巡检输电线路技术的应用于分析[J].建筑工程技术与设计,2015(18):45-46

[2]陶承志,黄禹铭等.无人机在输电线路巡检中的应用[J].中国科技信息,2016,28(16):36-37.

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