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        小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的應(yīng)用

        2018-12-20 10:40:50鄧遠(yuǎn)寧楊玉婷
        贏未來 2018年23期
        關(guān)鍵詞:輸電線路應(yīng)用

        鄧遠(yuǎn)寧 楊玉婷

        摘要:新形勢下,電力行業(yè)快速發(fā)展,高壓、超高壓輸電工程不斷增多,滿足了用戶用電需求的同時,電網(wǎng)的大規(guī)模與復(fù)雜性,增大了輸電線路的故障發(fā)生幾率。此時,面對大規(guī)模的電網(wǎng)與四通八達(dá)的輸電線路,傳統(tǒng)的故障點檢查方式已經(jīng)無法保障電網(wǎng)可靠運行。筆者認(rèn)為,積極引進(jìn)小型無人機(jī),全方位監(jiān)察輸電線路,快速查找輸電線路路上的故障點,具有重要意義。文章簡述了小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找中的應(yīng)用優(yōu)勢,以期推動小型無人機(jī)的普及,提高我國輸電線路的可靠性。

        關(guān)鍵詞:小型無人機(jī);輸電線路;故障點查找;應(yīng)用

        前言:自電力進(jìn)入千家萬戶之后,電力已經(jīng)成為社會上不可缺少的能源,電網(wǎng)的安全可靠,直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會的穩(wěn)定發(fā)展。因此,電網(wǎng)的安全可靠受到電力企業(yè)與國家高度重視。在電網(wǎng)工程中,輸電線路工程是其中規(guī)模最大的工程,輸電線路作為輸送電路的關(guān)鍵,其可靠運行非常重要。對此,積極引進(jìn)新的巡視方式,全面、迅速的巡查輸電線路工程,及時發(fā)現(xiàn)故障點所在地,對提高輸電線路可靠性具有重要意義[1]。

        1、小型無人機(jī)的線路巡查模式與應(yīng)用效果

        無人機(jī),是無人駕駛飛機(jī)的簡稱,是一種由無線電遙控設(shè)備與自身程序控制操作的無人駕駛飛行器。無人機(jī)主要由自動駕駛儀、程序控制裝置、攝像機(jī)等構(gòu)成,常被應(yīng)用于空中偵查、通信、電子干擾、測繪等中。近幾年,電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大,人工巡檢輸電線路的方式受到很大限制,電力行業(yè)從業(yè)者逐漸將目光放在無人機(jī)上,以期無人機(jī)能夠代替人工對輸電線路進(jìn)行巡檢,以保障輸電線路的可靠運行。

        當(dāng)前,在輸電線路故障巡查中,直升機(jī)的應(yīng)用,已經(jīng)得到推廣。但是,直升機(jī)飛行較高,高空作業(yè)人員很難發(fā)現(xiàn)金具缺陷,如:銷子脫落,螺栓松脫,防震錘滑移等,為保障輸電線的安全性,必須將人工巡查與直升機(jī)巡查結(jié)合。并且,在直升機(jī)運行中,高空作業(yè)人員的安全性存在一定威脅性。與直升機(jī)相比,小型無人機(jī)在輸電線路巡查上,具有以下優(yōu)勢:其一,體積小、重量輕、能夠迅速展架緊急故障迅速工作;其二,無人機(jī)價格便宜,維修費用低,適合在輸電線路故障檢查中全面推廣;其三,無人機(jī)起降方便,對起降場地要求不高,能夠應(yīng)用于地形復(fù)雜區(qū)域,實現(xiàn)了對輸電線路全方位巡查;其四,無人機(jī)操作靈活,甚至能在線路附近懸停,近距離、多角度的拍攝線路設(shè)備情況;其五,不需要進(jìn)行空域申請,即可起飛,對輸電線路進(jìn)行檢查。上述種種優(yōu)勢,推動了小型無人機(jī)在輸電線路故障點檢查中的應(yīng)用。

        2、輸電線路故障點查找中的主要問題

        在輸電線路運行中,常見故障包含有以下幾種:線路基部回填土下沉,桿塔保護(hù)措施不固定甚至實效,接地裝置腐蝕斷裂,防雷裝置效果不佳,連接部位銹蝕、松動、損傷等。輸電線路穩(wěn)定性受到影響,為輸電線路可靠運行帶來安全隱患[2]。當(dāng)前,社會發(fā)展迅速,為滿足社會對電能的需求,超高壓、長距離、大容量的輸電線路逐漸增多。輸電線路大多架設(shè)在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、人口稀少的山區(qū)、丘陵或叢林地帶,復(fù)雜的輸電線路工程越來越多,在線路長期運行下,很難保障線路、桿塔等不出現(xiàn)故障。因此,電力運檢維護(hù)工作的核心環(huán)節(jié)是電網(wǎng)巡線。相關(guān)人員需定期巡查輸電線路,查找輸電線路的故障點,及時發(fā)現(xiàn)并解決輸電線路故障,保障電網(wǎng)安全、可靠運行。

        現(xiàn)階段,電網(wǎng)巡線主要分為常規(guī)巡視、故障巡視和特殊巡視三種。而這三種巡線的傳統(tǒng)做法是人工巡線,即通過步行巡視及攀登桿(塔)等形式進(jìn)行。但是,人工巡線存在諸多問題:其一,人工很難對跨河穿山的線路進(jìn)行巡查,且受到環(huán)境變化、天氣變化等的影響,人工很難全方面保障輸電線路的安全性;其二,多數(shù)故障查找人員專業(yè)水平不高,在故障點查找時,極易出現(xiàn)疏漏,巡視效率低下,影響了輸電線路的可靠運行;其三,對于放電不明顯或存在視距限制的情況,人工很難通過高倍望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)故障,需要攜帶登塔、走線等查找故障點,增大了線路巡查人員的工作量,為工作人員安全性帶來威脅。

        3、小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的應(yīng)用

        航空工業(yè)的發(fā)展,引起了電力企業(yè)對小型無人機(jī)應(yīng)用的關(guān)注,小型無人機(jī)以受地理環(huán)境影響較小、巡視線路周期較短、故障點查找效率較高、成本投入較少等優(yōu)勢,被引入輸電線路的故障點檢查中,并發(fā)揮了重要作用。下文對小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的應(yīng)用展開探討。

        3.1、小型無人機(jī)的駕駛技術(shù)

        在輸電線路故障點查找中,小型無人機(jī)想要發(fā)揮作用,其駕駛技術(shù)是基礎(chǔ)。因為,無人機(jī)的應(yīng)用,能夠達(dá)到長時間、遠(yuǎn)距離、超視距的巡視,若時刻需要人工操作無人機(jī),則操作者極易因疲勞、注意力不集中等導(dǎo)致操作不當(dāng),輸電線路故障點查找質(zhì)量難以保障。對此,小型無人機(jī)應(yīng)具備自主懸停,自主駕駛的功能,能夠在操作人員輸入特定程序后自主巡查線路故障點。同時,輸電線路大多架設(shè)在戶外,外部因素的影響,極易影響無人機(jī)故障查找效果。對此,無人機(jī)應(yīng)具備較強(qiáng)的抗干擾、抗風(fēng)力能力[3]。另外,輸電線路工程規(guī)模較大,為保障故障點查找效率,保障輸電線路的可靠運行,無人機(jī)在起飛、運行等中應(yīng)具備較高的效率。最后,無人機(jī)還應(yīng)具備隨時、快速接收地面作業(yè)人員信號指令的能力,以此保障無人機(jī)能在突發(fā)狀況時快速趕到故障發(fā)生區(qū)域,并迅速圈定故障點,保障輸電線路正常運行??傊?,為保障小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的高效應(yīng)用,無人機(jī)應(yīng)具備上述各項功能。

        3.2、人工與小型無人機(jī)協(xié)同查找線路故障點

        在輸電線路故障點查找中,人工與小型無人機(jī)各具優(yōu)劣。人工查找故障受到地理環(huán)境、視距、視角等的限制,且故障點查找效率不高;小型無人機(jī)則受到續(xù)航時間與操作距離限制,難以大范圍長時間查找輸電線路故障。對此,對于人工在地面難以發(fā)現(xiàn)的線路故障點,兩者共同協(xié)作,輸電線路運維人員攜帶小型無人機(jī)深入線路故障現(xiàn)場,利用傳統(tǒng)模式鎖定故障點范圍,操控?zé)o人機(jī)靠近輸電線路,多角度、清晰的展現(xiàn)故障點的實況,有效解決了輸電線路故障,保障了輸電線路安全運行[4]。

        3.3、小型無人機(jī)應(yīng)用的案例

        2018年8月16日,110kv撈水馬線發(fā)生雷擊跳閘故障,工作人員根據(jù)故障錄波進(jìn)行故障巡視,發(fā)現(xiàn)#019至#024桿塔接地連接位置均出現(xiàn)疑似電弧灼傷痕跡,在16日的巡視中,地面巡視人員通過望遠(yuǎn)鏡、高倍相機(jī)最終無法找到缺陷部位,決定申請無人機(jī)小組進(jìn)行故障查找作業(yè)。17日上午9點,無人機(jī)操作人員到達(dá)現(xiàn)場開展故障巡視工作,參與巡視的無人機(jī)技術(shù)參數(shù)如表1所示。無人機(jī)操作人員在距離故障線路#021桿塔約300m處的一塊空地上操作無人機(jī)起飛,從#024桿塔向#019桿塔逐個進(jìn)行排查,發(fā)現(xiàn)#022桿塔右線中相絕緣子和金具上有多處放電痕跡。僅僅經(jīng)過1個巡檢架次,便確定了故障具體位置。在本次無人機(jī)故障查找中,投入人員僅2人,除去路上花費的時間,耗時不到30min,極大地提高了工作效率,保障了員工安全。

        4、總結(jié)

        由小型無人機(jī)的實際應(yīng)用效果來看,小型無人機(jī)飛行靈活,起降方便,能夠?qū)嗡M(jìn)行定點多角度拍攝,將單個基塔、輸電線路某一點的情況清晰反映。這些優(yōu)勢,必將推動小型無人機(jī)在輸電線路巡查中的廣泛應(yīng)用,小型無人機(jī)也將在輸電線路運檢維護(hù)這一廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮出越來越大的作用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]周學(xué)明, 胡丹暉, 吳向東,等. 小型無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的應(yīng)用與分析[J]. 湖北電力, 2015, 39(2):38-40.

        [2]徐煦. 無人機(jī)在輸電線路故障點查找上的應(yīng)用與分析[J]. 工程技術(shù):全文版, 2017(3):00283-00283.

        [3]劉金平. 淺析無人機(jī)在輸電線路故障點查找應(yīng)用[J]. 電工技術(shù), 2016(9):00072-00072.

        [4]鄧志遠(yuǎn). 無人機(jī)在高壓輸電線路巡視中的應(yīng)用研究[D]. 華北電力大學(xué)(北京), 2015(8):120-120.

        作者簡介:

        鄧遠(yuǎn)寧(1989),男,漢族,湖南長沙市,工程師,碩士,從事輸電運檢工作。

        楊玉婷(1988),女,漢族,湖南長沙縣,工程師,碩士,從事電力營銷工作。

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