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无人机电力线路安全巡检系统及关键技术
摘要:在社会经济高速发展的过程重电力行业发挥着重要作用,同时也给电力工程安全管理提出更高的标准。随着无人机技术的成熟化,电网安全工作人员开始把越来越多的无人机应用于电力线路巡检工作。将无人机技术运用到电力线路巡检工作中,以其便利性与灵活性,能为电网系统节省大批的人力资源,促进电力系统安全运行的可持续发展。本文就无人机技术应用于电力线路巡检工作的意义、无人机电力线路安全巡检系统具体内容、无人机电力线路安全巡检系统的关键技术展开论述与探讨。
关键词:无人机;电力线路安全巡检中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-10-230
引言
当前在我国电力企业的发展过程中,由于供电负荷量不断上涨,为保证电网供电稳定,供电单位对线路巡视工作的重视程度也在不断提升。通过线路巡视工作的开展,可以及时发现供电线路当中存在的各种问题和故障,并且做好必要的处理措施,保证供电力线路安全稳定运行。传统的电力线路巡视工作中,主要是通过人工巡视排查线路的运行缺陷和隐患,工作效率以及效果上都有所欠缺,消耗大量人力物力。随着无人机技术的不断成熟和应用,无人机在电力线路巡视工作中发挥出了重要的作用,无人机的使用有效打破空间方面的限制,搭载多种云台负载可以代替大部分线路巡视和测量工作,提高电力线路巡视工作的效率和质量。
1电力线路的特殊需求
1.1距离远
电力线路是连接发电厂与变电站之间的一个重要电力设施,普遍长度较长。尤其是近年来特高压交流、直流输电的快速发展,有的单条电力线路长达几千公里。为了降低建设的成本,会增加各个塔杆之间的距离。
1.2数量多
随着社会的不断发展,用电量在逐年递增,这也对国家的电网建设提出了更高的要求,需要不断地扩大对杆塔巡视和检修的规模。
1.3电磁影响恶劣
电力线路的特点为电压高、电流大,尤其是高压的电力线路。电力线路一般是裸导线,在它的周围具有很强的电磁场,无人机需要具备电磁屏蔽的能力和较高的抗干扰能力。
2无人机电力线路安全巡检系统的关键技术
2.1无人机飞行姿态控制技术
无人机电力线路巡检工作一般应用于户外,受天气、地理环境的影响,其中强风、强雨、雷电等天气对其影响尤其大,因此如何控制无人机的飞行姿态,使之在电力线路巡检工作中能够有效避免这些危险因素,是目前的无人机研究者需要重点思索的问题。且目前关于无人机飞行姿态控制技术已经取得了初步的突破,并在不断的发展中,比如LQG无人机控制技术可以实现无人机俯仰、翻转等动作控制,PID无人机控制器可以有效地改变无人机的航道,这些技术都可以应用在无人机的风险规避方面。无人机飞行姿态控制技术还处于发展阶段,需要无人机研发者根据电力线路巡检工作进行不断改进与完善。
2.2巡线及避障技术
无人机在执行既定电力巡检任务时,需要准确地按照任务路线进行飞行,躲避线路上可能存在或突然出现的障碍物,并在躲避结束后及时回归到任务路线上继续巡检。目前的无人机巡线技术主要通过GPS定位及导航技术、基于摄像的视觉技术等结合应用实现,但在飞行过程中易受到如恶劣天气造成无人机姿态异常等因素影响,导致视觉技术的识别率下降。避障技术主要通过视觉技术、红外探测技术和声呐探测技术等结合应用实现,但对于较大或者移动速度较快的障碍物,无人机可能会因为来不及躲避而损坏。因此,无人机自身以及挂载设备的硬件品质和各种软件技术都需要进一步提升,以保证无人机在巡检任务中的安全性和稳定性。
2.3无线通讯技术
无人机电力线路安全巡检系统中的无线通讯技术主要应用在无人机的遥控测量功能、跟踪定位功能与信息传输功能等。以无人机的遥控测量功能为例进行分析,无人机的遥控测量功能主要表现在两个方面:其一,测量无人机本身的状况;其二,测量无人机的信息传输功能,无线通讯技术可以让地面工作人员对无人机的这两种状态进行实时追踪。其次无人机定位功能也能与无线通讯技术进行有效结合,让地面工作人员对无人机的具体位置了如指掌。
2.4故障检测技术
目前围绕无人机的电力巡检任务主要是通过无人机在巡检过程中挂载相应的摄像设备,拍摄电力线路的相关图像、视频等并进行回传,地面服务器再对接收到的图像、视频等进行处理和分析,得到电力线路的健康状况并判断是否有缺陷或故障。常见的故障分析手段有测温分析、线路外形分析等。影响故障检测准确性的因素主要有:拍摄的角度,图像、视频文件的清晰度,分析技术的精度等,各部分的准确性和稳定性都决定了整个故障检测的准确性,因此都不容忽视。
3提升电力线路巡查工作的策略
3.1对管理制度进行完善
在工作过程中,要想有效地对电力线路的管理质量进行提高,首先有关的企业和管理工作人员要结合实际工作需求对管理制度进行完善,定期维护、巡查和检修电力线路,强化电力线路的管理力度,提高整体的管理效果。当前电力线路管理工作的主要目的就是对输电质量进行提高,因此,还需要结合实际情况合理地对电路运行流程进行优化和完善,建立健全运行模式。通过对管理制度进行完善,可以更好地对线路检查工作进行规范,在工作过程中及时发现线路中存在的各种问题,并能够在短时间内对其进行解决和处理,从而有效地提高电力系统运行的安全性和稳定性。在实际的工作过程中,不同的运行单位可以根据实际的管理规模和电力线路涉及的范围对相关的管理制度进行完善。其主要包括:线路运行维护管理制度、定期值班检修制度、运行计划管理制度、设备维修管理制度等多个工作内容,为电力企业的正常工作提供保障。
3.2运行计划管理
在对电力线路维护方案进行规划的过程中,可以将线路和设备的原始检测结果作为方案规划的依据,结合设备和线路的实际运行情况以季度或者是月为单位定期对其进行总结和归纳,并结合实际对下一年线路运行过程中可能产生的问题进行准确的分析,然后对有关的检修项目计划进行合理地规划。一般来说,在工作的过程中工作人员需要在每一年的9月份对下一年配电网络的月度或者是季度检修计划进行明确,然后上交给上级管理部门进行审批工作。一旦报告通过审批之后,原单位中的工作人员必须要按照计划内容进行有关的检修和维护工作,将各个工作内容合理地分配到不同的职能部门中,对相关的线路检修工作进行有效的落实,为后续检修管理维护工作的顺利进行提供保障。
结语
综上所述可知,随着电力行业的高速发展,电力线路数量的增长,电力行业开始逐渐提升无人机电力线路安全巡检在巡检中的比例。实现无人机在电力线路安全巡检工作中的合理运用,需要相关工作者结合电力线路安全巡检实际情况与无人机现状进行不断的探索与改革,进而促进两者的高速融合,提升电力线路安全巡检质量与效率,保障电力行业的可持续发展。
参考文献
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[2]宁柏锋.无人机电力线路安全巡检的关键技术分析(J).计算机产品与流通,2018(4):161.
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