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        無人機(jī)在架空輸電線路上的運(yùn)用

        2020-11-30 22:27:56周秋延吳建波
        裝備維修技術(shù) 2020年14期
        關(guān)鍵詞:架空輸電線路無人機(jī)運(yùn)用

        周秋延 吳建波

        摘要:目前,國家對于無人機(jī)的發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注,重點(diǎn)發(fā)展。伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科技的進(jìn)步,無人機(jī)巡檢輸電線路的技術(shù)水平也在不斷提升、完善。在人工巡檢過程中,由于觀察角度以及巡查人員的水平限制,效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無人機(jī)巡檢的排查。無人機(jī)巡檢排查降低了成本,提升了效率。國家電網(wǎng)在無人機(jī)技術(shù)和人才培養(yǎng)方面著重進(jìn)行培養(yǎng),恰恰說明無人機(jī)將迎來新的發(fā)展應(yīng)用階段。

        關(guān)鍵詞:無人機(jī);架空輸電線路;運(yùn)用

        1無人機(jī)應(yīng)用于巡檢輸電線路的技術(shù)優(yōu)勢

        無人機(jī)擁有自動導(dǎo)航和自動懸停技術(shù),巡檢時能夠做到全方位的高空信息采集,多角度進(jìn)行觀察,高效率降低架空輸電線路巡檢工作的難度,最大程度上杜絕安全事故的發(fā)生,提升巡檢效率和巡檢質(zhì)量。這種優(yōu)勢在極端惡劣天氣條件下能夠得到充分發(fā)揮。雨雪天氣中,鐵塔容易打滑,人工蹬桿走線容易發(fā)生危險。無人機(jī)能夠代替人工工作,保證工作人員安全的同時,保障電網(wǎng)安全可靠地使用運(yùn)行。在災(zāi)后道路不通、工作人員親自到現(xiàn)場巡檢有困難以及危險系數(shù)較高時,無人機(jī)能夠發(fā)揮重要作用。許多工作能夠在帶電情況下完成,效率極高。

        在當(dāng)前的技術(shù)條件下,巡檢輸電線路中應(yīng)用最多的是遙控直升機(jī)和四旋翼無人機(jī)。下面將詳細(xì)介紹這兩種不同的無人機(jī)技術(shù)和功能。遙控直升機(jī)裝備有圖像采集和實(shí)時傳輸裝置,裝載的是普通直升機(jī)的氣動布局。在巡檢線路過程中,不應(yīng)該在設(shè)備正上方懸停,將采集的信息圖像迅速發(fā)送到監(jiān)控中心,方便后臺的工作人員及時根據(jù)輸電線路可能存在的故障進(jìn)行判斷。作為人工遙控的應(yīng)用遙控直升機(jī),工作時需要工作人員操作來保證無人機(jī)能夠在距離輸電線路安全距離處停留,然后依托無人機(jī)內(nèi)部的拍照機(jī)器進(jìn)行圖像拍攝,并且傳送回后臺監(jiān)控人員處。四旋翼無人機(jī)有著較強(qiáng)的起降能力,主要原因是它的氣動布局結(jié)構(gòu)不同于遙控直升機(jī)。此外,為了保證傳輸線路圖像的清晰度,四旋翼無人機(jī)配備了無線微型高分辨率圖像采集裝置,能夠獲得高清信息,并將其傳送回地面站。四旋翼無人機(jī)在工作流程上和應(yīng)用遙控?zé)o人機(jī)有些許不同。四旋翼無人機(jī)通過地面站發(fā)出的指令自主在距離輸電線路安全距離范圍內(nèi)懸停,工作人員通過遙控控制旋翼的航向和減振云臺,保證無人機(jī)在各個地方拍攝的圖像的清晰,實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備巡檢情況的實(shí)時采集和傳輸。

        在巡檢輸電線路工作中,無人機(jī)發(fā)揮著重要作用。但是,由于技術(shù)問題的局限,它在續(xù)航方面存在缺點(diǎn)。首先,無人機(jī)體積較大,但是電池容量較小,其巡檢時間和距離十分有限。其次,無人機(jī)不能夠自主分析故障點(diǎn),需要通過傳送圖像到后臺進(jìn)行人工判斷。所以,在創(chuàng)新技術(shù)方面可以從以下幾個要點(diǎn)進(jìn)行分析研究。作為具有自主懸停、自主導(dǎo)航特點(diǎn)的四旋翼無人機(jī),能夠及時發(fā)現(xiàn)輸電線路跳閘的故障。在這一前提下,可以構(gòu)建一個完整的全方位巡檢模型,保障在巡檢過程中輸電線路的安全,還能夠分析在惡劣天氣條件影響下輸電線路可能發(fā)生的災(zāi)害。為了解決無人機(jī)的工作時長問題,可以對鋰電池的選型、電機(jī)的選型以及空氣動力等進(jìn)行研究。通過改善飛行控制、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等條件,優(yōu)化流線型機(jī)身碳纖維制作工藝問題,進(jìn)一步升級四旋翼無人機(jī)的技術(shù)條件。

        2無人機(jī)在架空輸電線路巡檢上的運(yùn)用

        2.1無人機(jī)巡檢線路運(yùn)行情況

        運(yùn)用無人機(jī)巡檢架空輸電線路的運(yùn)行情況,越來越受到線路運(yùn)維檢修人員的青睞。運(yùn)用無人機(jī)查看地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域線路運(yùn)行情況,對于采礦塌陷區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域,采用無人機(jī)巡檢線路運(yùn)行情況,通過不同時段巡查照片的對比,查看桿塔附近是否有地基下沉等現(xiàn)象的發(fā)生。運(yùn)用無人機(jī)查看線路重要交叉跨越區(qū)段運(yùn)行情況,采用無人機(jī)查看線路“三跨”區(qū)段、普通鐵路區(qū)段、江河區(qū)段線路運(yùn)行情況,確保重要交叉跨越區(qū)段線路運(yùn)行安全。運(yùn)用無人機(jī)查看線路山火隱患情況,采用無人機(jī)查看線路下方山火隱患情況,線路山火隱患過火面積,滅火處置總體情況,有利于對山火隱患的總體情況加以研判。運(yùn)用無人機(jī)查看線路樹障隱患情況,采用無人機(jī)查看樹障對于線路導(dǎo)線的垂直距離、邊線距離,判斷樹障是否影響線路安全運(yùn)行。運(yùn)用無人機(jī)開展線路大修技改現(xiàn)場勘查,采用無人機(jī)配合進(jìn)行現(xiàn)場勘查,全方位勘查大修技改現(xiàn)場地形地貌,排查作業(yè)過程中可能遇到的安全隱患。運(yùn)用無人機(jī)開展線路缺陷查找,采用無人機(jī)查找線路缺陷,克服天氣及人力存在薄弱的環(huán)節(jié)。運(yùn)用無人機(jī)開展線路故障點(diǎn)巡查,加快故障巡查進(jìn)度,提升取證照片的清晰度。運(yùn)用無人機(jī)開展自主飛行巡檢線路運(yùn)行情況,通過無人機(jī)飛行路線的提前規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自主飛行,并在飛行過程中對于線路關(guān)鍵信息點(diǎn)進(jìn)行記錄,判斷線路實(shí)際運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)高效率巡檢架空輸電線路。

        2.2無人機(jī)查找銷釘級缺陷

        運(yùn)用無人機(jī)查找輸電線路桿塔上的銷釘級缺陷,意味著無人機(jī)在輸電線路巡檢工作上的運(yùn)用再上新臺階,為智能化巡查微小缺陷提供了一種更加安全高效的途徑。查找微小缺陷,需要將無人機(jī)距離桿塔及導(dǎo)地線的距離拉近,這就提出了多個方面的要求,對于無人機(jī)操作手的要求提高了,要求無人機(jī)操作手的熟練程度高,同時要求操作手把控好距離的“度”,這樣一來,飛機(jī)既可以飛得更近,又可以避免故障的發(fā)生;同時對于無人機(jī)的性能要求也更高了:(1)無人機(jī)的自主懸停功能要求更高;(2)無人機(jī)機(jī)載攝像頭的像素要求更高;(3)要求機(jī)載變焦攝像頭。在查找輸電線路桿塔金具的銷釘級缺陷時,變焦攝像頭相比定焦攝像頭,能更好地做到精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)聚焦。查找銷釘級缺陷是一門技術(shù)活,在新手操作的過程中,需要格外謹(jǐn)慎,不應(yīng)急于求成,避免與導(dǎo)地線、桿塔碰撞,造成炸機(jī)事故。

        2.3無人機(jī)在故障巡檢上的運(yùn)用

        無人機(jī)為架空輸電線路的故障巡視提供了新的選擇,(1)桿塔濕滑、積雪覆冰天氣的故障巡查工作。人工登桿塔進(jìn)行故障巡查的安全風(fēng)險大,勞動強(qiáng)度高,在這種情況下,采用無人機(jī)配合巡查,能夠克服天氣和架空輸電線路的不利因素,達(dá)到很好的效果。(2)屬于故障放電點(diǎn)位于導(dǎo)線檔距中央,比如吊車等大型施工車輛對于架空輸電線路造成的故障,或者故障放電點(diǎn)位于其他不容易人工拍照的位置。在這種情況下,運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行近距離查看,拍照取證,將大大縮減巡查的時間,為判定故障點(diǎn)的位置和具體原因提供有力的圖片保障。(3)山林、河溝蔓延區(qū)域的線路故障巡查工作。受地理環(huán)境的限制,故障巡查的進(jìn)度嚴(yán)重延緩,此時運(yùn)用無人機(jī)配合開展線路故障查找,也將取得事半功倍的效果。

        2.4立足巡視開展實(shí)效,合理安排人、機(jī)資源

        建立健全符合企業(yè)自身特點(diǎn)的管理制度是一項(xiàng)工作能否順利開展的前提和基礎(chǔ)。無人機(jī)巡檢應(yīng)遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、因時制宜的策略,規(guī)章制度由公司層面統(tǒng)一管理頒布,而無人機(jī)和人員的配置則由工區(qū)層面統(tǒng)一安排。在普通運(yùn)維班組中應(yīng)配置多名員工,同時具有輸電線路巡檢和無人機(jī)巡檢資格。在無無人機(jī)巡視任務(wù)時,攜帶無人機(jī)執(zhí)行輸電線路的日常巡檢工作,工作過程中運(yùn)行人員既能發(fā)揮主觀能動性發(fā)現(xiàn)認(rèn)為需要由無人機(jī)巡視的缺陷或隱患,又處于隨時待命的狀態(tài),時刻準(zhǔn)備迎接公司下達(dá)的無人機(jī)作業(yè)任務(wù),在最短時間內(nèi)根據(jù)巡檢任務(wù)進(jìn)行配置,完成巡檢任務(wù)。

        結(jié)論

        提升輸電線路運(yùn)維管理水平,落實(shí)了國網(wǎng)公司規(guī)劃要求。文中探討的做法,可深化落實(shí)國家電網(wǎng)公司全面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、巡檢效益全面提升的規(guī)劃要求,實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),顯著提升巡檢效益。該做法首先縮短了輸電線路的巡檢時間,在保證巡檢質(zhì)量的前提下將巡檢效率提升,同時緩解了運(yùn)維人員的運(yùn)行壓力,提升了巡檢手段的先進(jìn)性,提升了巡檢效率。

        參考文獻(xiàn):

        參考文獻(xiàn)

        [1]杜延民.無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀分析[J].技術(shù)與市場,2018,25(3):143,146.

        [2]陳棟.架空輸電線路無人機(jī)的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2020,19(02):44-45.

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