劉志鵬

摘要：輸電線路巡檢可為電力系統(tǒng)輸電線路的安全可靠運(yùn)行提供有力保障，但隨著電力電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，各種輸電線路的分布日益廣泛，輸電線路巡檢的工作量日益加大。然而，由于中國(guó)國(guó)土遼闊，輸電線路所處的地形復(fù)雜多樣，傳統(tǒng)輸電線路巡檢技術(shù)由于各自的缺陷而不能有效滿足巡檢要求，這些巡檢技術(shù)的不足促進(jìn)了無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)技術(shù);輸電線路;維護(hù)檢修

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，科技產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)覆蓋到各行各業(yè)中。在電力行業(yè)中，電力線路的覆蓋范圍廣，所處的地形相對(duì)比較復(fù)雜，部分地區(qū)自然環(huán)境極其惡劣，電力巡檢部門(mén)每年都需要花費(fèi)大量的人力物力對(duì)線路進(jìn)行巡檢，部分線路所處區(qū)域人跡罕至、交通不便，難以進(jìn)行檢修工作。此時(shí)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)、高清攝像頭等進(jìn)行電力線路巡檢成為了我國(guó)當(dāng)前輸電線路巡檢的一種重要的方式。

一、輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)概述

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我國(guó)提出了輸電線路智能化運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，促使我國(guó)輸電線路運(yùn)行達(dá)到了自動(dòng)化水平。從電力企業(yè)的發(fā)展和我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，輸電線路的智能化運(yùn)行完全符合我國(guó)輸電線路未來(lái)發(fā)展的要求，且有較大的發(fā)展趨勢(shì)[1]。此外，電力企業(yè)優(yōu)化輸電線路的過(guò)程中，應(yīng)全面考慮線路的安全性和整體自動(dòng)化，需在優(yōu)化過(guò)程中引入一些具備自動(dòng)化保護(hù)功能的元件。但是，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，輸電線路架設(shè)過(guò)程中占用了大量空間，增加了線路運(yùn)行維護(hù)的難度，且運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)異常問(wèn)題，導(dǎo)致引入的元件無(wú)法發(fā)揮功效，降低了電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。輸電線路采用智能化運(yùn)行技術(shù)，不僅能夠解決線路建設(shè)占用空間較大的問(wèn)題，而且大大提高了線路運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

二、電力輸電線路運(yùn)行故障出現(xiàn)的原因

（一）輸電線路短路

電力輸電線路運(yùn)行的過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)輸電線路的故障之一就是輸電線路的短路問(wèn)題。要解決這一問(wèn)題首先要找到其根源，線路短路，在很大程度上是由于受到了惡劣氣候或是環(huán)境的影響，其中不同于雙相接地的單相接地比較容易受到外界環(huán)境的影響，一旦遭到環(huán)境的影響就會(huì)致使電壓瞬間變?yōu)榱悖@就會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成非常嚴(yán)重的損害，再嚴(yán)重就有可能會(huì)致使設(shè)備的損壞，設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題就無(wú)法對(duì)線路的溫度進(jìn)行相應(yīng)的控制，溫度就會(huì)持續(xù)升高，最后就會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

（二）雷擊、大風(fēng)造成的線路問(wèn)題

如果輸配電線路在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中遭受到雷擊的話，那么就會(huì)導(dǎo)致線路電壓出現(xiàn)波動(dòng)，輕則出現(xiàn)跳閘，重則損壞電力輸送設(shè)備，甚至?xí)舳握麄€(gè)輸配電線路，最終給電力企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。與此同時(shí)，在面臨大風(fēng)天氣的時(shí)候，往往會(huì)刮起一些樹(shù)枝、塑料袋等衣物，也極易導(dǎo)致輸配電線路出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象。

（三）污染物對(duì)于電力輸電線路的影響

此外，有些污染物也會(huì)對(duì)輸電線路的正常運(yùn)行造成影響，比如說(shuō)空氣中的一些污塵，如果絕緣體上的一些污塵沒(méi)經(jīng)及時(shí)的處理，就會(huì)越堆越多，就會(huì)像鳥(niǎo)糞一樣導(dǎo)致電線的絕緣性降低，進(jìn)而影響輸電線路的正常運(yùn)行。那么空氣的污塵是怎么來(lái)的呢？現(xiàn)如今國(guó)家在大力的發(fā)展，工業(yè)化工廠越來(lái)越多，那么產(chǎn)生的空氣污染物就會(huì)越多，這不僅會(huì)影響我們所生活的環(huán)境還會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因?yàn)橐坏╇娋€上的污染物堆積過(guò)多而沒(méi)有經(jīng)及時(shí)的處理，那么一旦遇上暴風(fēng)雨天氣，輸電線路還會(huì)吸附空氣中的污塵，最終就會(huì)導(dǎo)致污閃事故的出現(xiàn)。

三、輸電線路運(yùn)行檢修運(yùn)用的先進(jìn)技術(shù)

2.1 無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)

無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)通常由無(wú)人機(jī)、通信設(shè)備、機(jī)載設(shè)備和地面站4大子系統(tǒng)組成。無(wú)人機(jī)巡檢的各部分功能分析如下。

對(duì)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通過(guò)將相機(jī)或攝影機(jī)掛載于機(jī)體，通過(guò)接收地面站的遙控信息指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)輸電線路重點(diǎn)部位的拍照取樣，或?qū)旊娋€路的全線拍攝。

對(duì)于無(wú)人機(jī)機(jī)載設(shè)備來(lái)說(shuō)，它是無(wú)人機(jī)獲取輸電線路圖像信息的媒介。

對(duì)于通信設(shè)備來(lái)說(shuō)，它是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)與地面工作站之間的橋梁，接收無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的圖像信息并將其傳輸給地面工作站，接收地面工作站的巡檢作業(yè)指令并發(fā)送給無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。

對(duì)于地面工作站來(lái)說(shuō)，它的主要功能是協(xié)調(diào)無(wú)人機(jī)的遙測(cè)、遙控通信以及對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中所采集視圖信息的位置進(jìn)行定位。

無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢一般將小型攝像機(jī)、相機(jī)或紅外測(cè)溫儀等裝置固定于無(wú)人機(jī)機(jī)體上，通過(guò)接收地面站的遙控信息指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)輸電線路重點(diǎn)部位的拍照取樣，或?qū)旊娋€路的全線拍攝，同時(shí)將采集到的圖像信息由通信設(shè)備傳輸?shù)降孛娼K端工作站，工作人員針對(duì)取得的圖像結(jié)合專家知識(shí)分析輸電線路運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)可能發(fā)生的故障查找原因和計(jì)劃進(jìn)一步的檢修策略。

2.2圖像處理技術(shù)

圖像處理在電力巡檢的應(yīng)用中會(huì)遇到很多因素的干擾，對(duì)輸電線路檢修造成了很多困擾。在光學(xué)系統(tǒng)中，存在遠(yuǎn)軸區(qū)產(chǎn)生的像素偏差，會(huì)嚴(yán)重的影響圖像的質(zhì)量，導(dǎo)致檢修過(guò)程中對(duì)設(shè)備、部件的細(xì)節(jié)檢修準(zhǔn)確率低。利用傳感器對(duì)部門(mén)的反射，輻射的失真就是遙感圖像的失真，影響對(duì)圖像的判斷和分析。無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中受運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、動(dòng)作變化、機(jī)械振動(dòng)的影響比較大，運(yùn)動(dòng)模糊對(duì)無(wú)人機(jī)電力巡檢的干擾尤為嚴(yán)重。輸電線路附近的自然環(huán)境和鏡像的不斷變化，會(huì)使輸電線路及部件的圖像背景變得十分復(fù)雜，給內(nèi)容辨識(shí)提高了難度。

圖像處理在電力巡檢中的應(yīng)用首先表現(xiàn)在圖像預(yù)處理，針對(duì)這些干擾因素，首先會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)采集的圖像進(jìn)行一系列相關(guān)的處理，調(diào)整圖像的亮度。轉(zhuǎn)換到顏色空間調(diào)整、線性調(diào)整、曲線調(diào)整，擴(kuò)大或減少圖像中陰暗區(qū)域的差異。在霧霾、陰雨能見(jiàn)度低的天氣下，能夠去除天氣因素的影響，恢復(fù)真實(shí)背景。無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中承重有限，機(jī)載攝像機(jī)的分辨率很有限，所以導(dǎo)致拍攝場(chǎng)景越大，圖片分辨率越低。現(xiàn)在的技術(shù)手段沒(méi)辦法在大場(chǎng)景的圖像中提升圖像的分辨率，所以要對(duì)圖像進(jìn)行拼接。

拍攝環(huán)境的復(fù)雜多變，為了滿足巡檢工作的需要，只能通過(guò)輪廓特征、模型匹配和頻域圖像匹配這三種圖像匹配方法解決圖像問(wèn)題。不直接使用圖像像素值，從圖像的特種中導(dǎo)出像素，取出有效特征作為參考，匹配圖像疊加區(qū)域特征區(qū)域。

2.3載人機(jī)巡視技術(shù)

采用載人直升機(jī)巡視輸電線路，可以不受地形環(huán)境影響，在200米的飛行高度沿著線路設(shè)備直接飛行巡視，從高空近距離巡視輸電線路設(shè)備，使設(shè)備情況、環(huán)境通道一目了然，并且結(jié)合先進(jìn)的吊艙儀器實(shí)現(xiàn)全過(guò)程數(shù)據(jù)采集，對(duì)發(fā)現(xiàn)線路設(shè)備的缺陷情況具有重要作用，彌補(bǔ)地面巡視的天然不足，從而使巡視效率、巡視質(zhì)量大大提高。

雖然地面人工巡視能夠?qū)σ恍┘?xì)小的隱患和缺陷進(jìn)行快速、直接的現(xiàn)場(chǎng)處理或反饋，在發(fā)現(xiàn)鐵塔基礎(chǔ)缺陷方面較有優(yōu)勢(shì)，但總的來(lái)送巡視主要依靠人工完成，技術(shù)含量較低。而直升機(jī)巡視的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，特別是對(duì)于發(fā)現(xiàn)鐵塔瓶口以上的缺陷，如導(dǎo)地線、金具和絕緣子類缺陷，這些缺陷靠地面人工巡視往往難以發(fā)現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，輸電線路的正常運(yùn)行關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全，因此，日常對(duì)輸電線路的維護(hù)和整修就成了關(guān)鍵的一步。只有落實(shí)好巡線和檢修規(guī)章制度，才能保證輸電線路的安全運(yùn)行，從而更好地服務(wù)于社會(huì)。

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