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工程管理前沿【2020年第01期】

  • ID:271612
  • 浏览:6297
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-03-24 16:24:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

解析无人机在输电线路巡检中的应用

2020-04-07 13:09:19 工程地质学 梁伟源
资料简介

摘要:为满足我国日益增长的电力需求,我国电网规模不断扩大,输电线路路急速增加,输电范围愈来愈大。许多输电线路处在复杂的地形与严峻的环境中,大幅增加了输电线路的故障概率。为了确保稳定供电,提升输电线路的检测效率是关键。采用无人机视察输电线路可大大提高工作效率,减少了安全风险,特别是在环境恶劣的地方和人工检查难以抵达的地方。因此,本文中,对无人机输电线路巡检应用展开重点探究。

解析无人机在输电线路巡检中的应用

梁伟源

广西电网有限责任公司贵港供电局 广西贵港 537100

摘要:为满足我国日益增长的电力需求,我国电网规模不断扩大,输电线路路急速增加,输电范围愈来愈大。许多输电线路处在复杂的地形与严峻的环境中,大幅增加了输电线路的故障概率。为了确保稳定供电,提升输电线路的检测效率是关键。采用无人机视察输电线路可大大提高工作效率,减少了安全风险,特别是在环境恶劣的地方和人工检查难以抵达的地方。因此,本文中,对无人机输电线路巡检应用展开重点探究。

关键词:无人机;输电线路;线路巡检

引言

传统的输电线路在进行巡检时主要采取的方式是人工巡检的方式为主,随着国民经济的飞速发展,输电线路的里程数也在快速增长。越来越长的里程数与相对固定的巡线工之间的矛盾越来越突出,人工巡检不仅工作条件艰苦、劳动强度大,而且由于巡线工人的素质参差不齐,不仅造成巡视效率低下,而且遗漏忽视缺陷的情况时有发生。无人机具有作业强度低,测量精度高、巡视效率高,自动化程度高等优点,不仅体积小、质量轻,携带方便,而且综合成本低,灵活性好,可以进行全方位、高效、非接触式的检查。

1无人机输电线路巡检作业要求

熟悉并掌握无人机工作原理:无人机的飞行,无需建设辅助飞行环境,在平原、湖泊、高山等各种地形地貌情况都可以随时、随地启动、飞行和降落。既可以悬停、前飞、后飞,也可以侧飞、盘旋等,从而多视角、高精度检查输电线路故障情况、杆塔的定位情况等。而无人机这些功能是基于智能化的工作原理设计。关键技术要点,一是装置了无线电遥控设备,二是装置了自动驾驶仪,三是设计并装置了一套远程操作程序作为无人机的控制系统。在此基础上,地面操作人员通过雷达、红外线等设备技术,对无人机进行遥控、跟踪和采集输电线路的信息数据。

熟悉并掌握无人机操作规程:从2016年开始,供电公司就开始进行无人机在输电巡检应用模式试点工作,并制定了无人机在输电巡检的技术标准。2017年开始,无人机在输电巡检中大面积推广应用。与此同时,《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》颁布实施。供电公司出台这部作业技术导则,对相关人员提出了规范化、标准化的操作规程,并要求无人机操作人员按章操作、规范飞行。目前,供电公司更是对无人机巡检作业作出了强制化的执行要求,并将巡检杆塔数量、线路设备及附属设施的故障发现率、线路巡检周期、等指标纳入综合化考核指标中。在与国家电网等公司的交流学习下,无人机操作人员飞行前对设备的性能检查、线路巡检方式及航拍图像等方面积累了丰富的操作经验。

2无人机在输电线路巡检中的应用技术

2.1视觉跟踪技术

无人机执勤时有导航功能,通过线塔的视觉跟踪技术可精确躲避障碍物。但是,实际操作过程中,工作环境中的无人机振动,影响相机的稳定性,造成部分图像不够清晰。

2.2无线通信网络技术

无人机检查中会摄制线路影像与关键影像,这一部分的图像需传送到数据接收器。无线通信网络技术构建地面基站计算机与无人机的双向通信。数据交换通过线路检测的智能感测数据,构建无人机的具体位置信息,由控制站计算机发射,以掌控直升机滑翔的各种信息。因为无线通信技术平稳、安全、可信、抗干扰能力强,直升机能于远程巡逻与干扰条件之下构建控制站和无人机间的信息传输。

2.3线路故障探测技术

第一,视觉检查技术。无人机上安装高清摄像机,能实时检测线路装置的表面故障,并且把图像信息储存到上位机。人可通过图像识别算法确认线路设备的缺陷类型。第二,红外线与紫外线探测技术。无人机通过红色与紫外线摄像设备展开检测,依据图像热源可辨别线路中的连接器、绝缘子与夹具存在的问题。通过紫外线接收装置分解紫外线信号图像,确认线路日冕强度与日冕的特定位置,进而辨别线路损伤与绝缘子放电故障。第三,通过包含时隔波振幅雷达与脉冲雷达在内的激光器方向特性,构建激光雷达探测技术。激光测距原理包含用作火箭时隔或是脉冲激光器信号的测距仪。激光器目标碰到目标反射,可精确记录激光器来往时间、测量距离和测量目标距离。

3无人机技术在输电线路巡检中的具体应用

3.1搭建无人机巡检系统

利用无人机对输电线路进行巡视检查,需要搭建一套相对完善的无人机巡检系统,整个系统由以下两个部分组成:空中平台和地面控制站,如图1所示。地面控制站可对无人机的巡检路线进行规划和上传,并对无人机的飞行状态进行实时同步显示,控制机载传感器。飞行平台接收到地面控制站上传的巡检线路规划后,可对线路上的设备进行拍照和摄像,并对相关数据进行采集,然后回传给地面控制站。

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图1无人机巡检系统构成示意图

3.2确定巡检项目

利用无人机对输电线路进行巡检时,应当对具体的巡视检查内容进行确定,常规的巡检包括线路通道、线路本体及附属设备,可以细分为输电线路范围、点位和精细巡检三个部分。通过无人机搭载的高清相机可对输电线路本体及附属设备的异常损坏进行检测,或是借助红外成像仪对设备的异常发热进行检测。具体的巡检项目有线路通道内的地质灾害、施工作业、构筑物等情况;杆塔、导线、金具、基础;防雷装置、标志牌以及各种监测装置等。

3.3巡检流程

(1)勘察作业区域

利用无人机系统对输电线路进行巡视检查前,相关人员应当先对线路周边进行细致勘察,核实杆塔、地标物等数据,随后对无人机的起落降场地进行选取,应当确保场地周围无高耸的建筑和树木,面积应当在4.0m2以上,同时要尽可能远离信号干扰源。

(2)准备起飞

无人机起飞前,相关人员应当对周边的环境及天气进行观察,看是否满足起飞条件,同时应对本次的巡检任务进行确定,依据现场情况,编制无人机飞行方案,若是在自助模式下飞行,必须提前进行路线规划,随后对无人机进行调试,由两名工作人员对无人机进行检查确认,设置警示线,准备起飞。

(3)无人机升空

当现场指挥人员确认无人机可以起飞之后,便可发出相关指令,并对无人机的升空时间进行准确记录。此时,操作人员可借助遥控器,对无人机进行操控,使其进入到预先规划好的航线内,若是遇到特殊情况,导致无人机不能在规划的路线中航行时,必须终止飞行,对方案进行优化调整。可将无人机的飞行速度设定在7-8m/s,当需要对输电线路进行精细巡检时,可降低飞行速度,控制在3-4m/s。作业现场的负责人可按照无人机实时画面,对云台的角度进行调整,并完成录像和拍照等操作,从而获取相关数据。

(4)无人机回航

无人机进行巡检时,现场负责人可以按照一定能够的时间间隔,向操作人员提供状态信息,若是达到预警值,则可通知操作人员对无人机进行回航操控。在回航前,操作人员应对风向及风速进行判断,据此对回航速度进行调整,无人机回航的过程中,必须保持飞行平稳,缓慢地减速并下降,同时确认场地满足降落条件后,让无人机安全降落,关闭电源,填写本次巡检飞行记录,形成报告。

5结束语

输电线路的质量对电能的稳定供应十分的关键,因此,对输电线路进行巡检可以有效地解决现阶段电能企业在发展的过程中所面临的各种问题。采用无人机技术进行巡检可以降低工作人员的工作量,同时提高线路巡检效率。巡检效率的提升可以从根本上提高电能供应的效率,降低故障等情况的发生,对我国电能企业的发展非常的重要,有利于人们生活质量的提升。

参考文献

[1] 邓晨成.浅析输电巡检中无人机技术的应用[J].大科技,2017(28)

[2] 曾绍攀.无人机巡检输电线路技术的应用分析[J].质量探索,2016(06)

[3] 莫文华.研究输电线路巡检中无人机的运用及发展[J].通讯世界,2016(09)

[4] 文立钢.浅谈无人机在输电线路巡视方面的应用[J].电子世界,2016(09)

作者简介:梁伟源(1993-)男,本科学历,助理工程师,主要从事输电线路工作。