无人机在输电线路运行维护中的应用

无人机在输电线路运行维护中的应用摘要：当前电网规模不断发展，对于输变电设备巡检要求也越来越高，常规巡检和智能化巡检的大融合既是技术发展的趋势，对输变电设备巡检的效益、质量、安全等方面的要求越来越高。输电线路直升机、无人机和人工协同巡检模式试点工作的开展，未来无人机巡检系统将作为输电线路运行维护班组级别的工器具，解决人工巡视方法的种种困难，提高巡视效率和质量，更能提高线路的安全管控水平，成为将来电力巡视工作的发展趋势。完善无人机巡检系统试验内容及方法，提高检测能力、效率和规范化水平。关键词：输电线路巡视，无人机巡检，大数据优化处理，规范化管理【前言】：无人机以其简单小巧，成本低廉，容易操控，对作业环境要求低等优点已经在社会多个领域得到广泛应用。如今在输电线路运行方面的应用更发挥了巨大作用。无人机作业系统主要利用无人机空中平台的功能，携带如高倍照相机，高清摄像机，红外成像仪或导线损伤探测仪等设备，操作人员依据所要巡视线路区段信息和作业内容在地面控制系统中制定相应的飞行航线，控制无人机对线路本体和走廊保护区进行全光谱的快速拍摄监测，后台技术人员及时对影像数据进行综合对比分析，有异常情况及时发出预警，从而快速发现缺陷隐患等，提高巡视效率和质量。【正文】：1、无人机数据采集原理近年来，各输电运检部门通过对无人机输电巡检的实际应用展开试点和研究，逐渐完善无人机飞行巡检管理方法，分析无人机巡视和人工巡视各自的优劣势，归纳输电线路不同地形下的巡视互补机制，为无人机协同巡视标准化作业打下基础。目前主要实施对运线路进行多旋翼无人机杆塔精确巡视和固定翼无人机通道巡视。多旋翼无人机巡视以视距内超低空飞行为主，悬停在杆塔每一层级，对该层级绝缘子、线路金具、导线与金具连接处和附属设施进行无死角精确拍照；电动固定翼无人机对线路通道环境巡视，在线路投运之前进行走廊保护区内外部隐患信息采集工作，掌握走廊保护区内树木、建筑物、跨越物等相关数据，为下一步制定清障计划奠定了基础。对于老旧线路实行多旋翼无人机精确巡视，携带高清可见光相机和红外热像仪对杆塔本体进行精确巡视，形成杆塔本体图片数据库。通过技术人员对图片的识别，及时发现隐患位置，为检修人员提供检修依据。近年来，各输电运检部门通过对无人机输电巡检的实际应用展开试点和研究，逐渐完善无人机飞行巡检管理方法，分析无人机巡视和人工巡视各自的优劣势，归纳输电线路不同地形下的巡视互补机制，为无人机协同巡视标准化作业打下基础。目前主要实施对运线路进行多旋翼无人机杆塔精确巡视和固定翼无人机通道巡视。多旋翼无人机巡视以视距内超低空飞行为主，悬停在杆塔每一层级，对该层级绝缘子、线路金具、导线与金具连接处和附属设施进行无死角精确拍照；电动固定翼无人机对线路通道环境巡视，在线路投运之前进行走廊保护区内外部隐患信息采集工作，掌握走廊保护区内树木、建筑物、跨越物等相关数据，为下一步制定清障计划奠定了基础。对于老旧线路实行多旋翼无人机精确巡视，携带高清可见光相机和红外热像仪对杆塔本体进行精确巡视，形成杆塔本体图片数据库。通过技术人员对图片的识别，及时发现隐患位置，为检修人员提供检修依据。图例1：某500kV线路应用无人机搭载激光雷达及红外热像仪进行现场建模，对线路走廊通道、跨越物等进行分析。2、无人机巡视作业应用范围2.1新线路预验收使用固定翼无人机进行线路通道巡视，某供电公司220kV配套工程，杆塔数量为90基，长度为30KM。两名班组成员操控电动固定翼无人机飞行一个架次，耗时60分钟，利用无人机航拍的照片录像等资料从高空直观的查看各类隐患的具体位置，跨越情况，这样一来既可以核实设计中要求处理的隐患的处理情况和处理进度，又可以作为将来认定线路投运后线下建筑或树木为施工遗留还是施工后建设、栽种的依据。这些都是人工地面排查无法做到的。使用多旋翼无人机进行杆塔精确巡查，每天工作8小时，巡视20基杆塔，大约耗时4天，多旋翼悬停在杆塔每一层级，对该层级绝缘子、线路金具、导线与金具连接处和附属设施进行无死角精确拍照，形成杆塔本体图片数据库。通过对图片的分析发现安装缺陷。通过多旋翼可见光巡查，减少工人登杆强度。无人机不仅极大地节约了人工验收的时间，大大提高了工作效率。2.2输电线路特巡随着线路资产规模日益庞大，线路位于跨越湖泊湿地，高山大岭地区巡视工作极难到位，利用无人机可实现精细化巡视，掌握线路资产运行状态。随着气候条件逐年恶化，各地强对流天气情况越来越多，利用无人机进行受损线路精细化巡检，保障电网的安全运行。图例2:对高山大岭地区域的线路导线接续管进行红外测温时可见光拍摄图片2.3缺陷排查工作利用无人机进行缺陷排查工作则是一个有效的解决途径，无人机小巧轻便，无需考虑载人安全风险因素，运行使用费用低廉，环境适应能力强，可与人工巡视人员互相配合，可以快速响应及时对受灾区域杆塔本体、走廊保护区等进行巡视拍摄，节省了大量的人力物力，在抢险救灾中第一时间搜集灾区线路数据，为制定抢修方案提供第一手资料。图例3:查找线路雷击发电点图片2.4飘挂物消缺当异物缠绕高压线严重危及输电线路安全稳定运行，如遇雨雾或大风天气，极易造成相间短路或带电设备对周围物体放电，导致线路非计划停运，甚至引发安全事故。工作人员发现此类隐患后，综合异物大小、天气和现场等情况决定作业方式，具备带电作业条件的，利用绝缘操作杆人工清除缠绕在导线上的异物；不具备带电作业条件的，需要申请紧急停电拆除，采用人工拆除的传统作业方式，存在费时费力和安全隐患的弊端。新型喷火无人机在原有无人机的基础上进行改装，加装喷火装置，一个喷枪、一对电子打火引线和油箱。无人机驾驶员操作无人机，悬停在距异物合适的方位和距离，打开油料开关，油料经过喷枪，在喷枪前端的电子打火器处被点燃，火焰将缠绕在导线上的异物引燃，清除异物。新型喷火无人机清除导线异物，可能会引燃杆塔周围的可燃物，所以，在作业前，需在现场作业区域下方设置安全围栏，配备足够的灭火器，作业时，设置专人监护，防止掉落的残骸引起火灾。利用无人机搭载喷火装置、激光设备，对导线、横担、杆塔塔身上的外飘物进行清理。即减少了停电检修的用户损失，节约了检修时间，又降低检修人员风险。大大提高了线路运行的可靠性。图例4:使用无人机对外飘物进行清理结论来无人机巡检系统将作为输电线路运行维护班组级别的工器具，将产生的海量级别的巡检数据，需要解决海量巡检数据信息化处理问题。同时，无人机巡检系统的数据链路易受到周边环境影响，进而影响到无人机巡检系统的测控策略和作业效率，需要突只破相关的测控策略优化技术，无人机就可以做到对线路缺陷的自主识别并及时预警，可将其更加广泛的应用于线路的正常巡视工作，以其高效和精准的优势，减少甚至取代传统的人工巡视，做到线路巡视的智能化。此外，未来无人机应用另一个方向是开展无人机故障巡视工作，通过携带夜视仪或导向损伤探测仪等设备，可不受夜间视线和不利地形的影响，在跳闸事故后第一时间快速对故障区域进行检查巡视，依据已有的特殊巡视的航线，截取起点、终点快速制定事故巡线的飞行航线，在故障点区域30公里范围内展开多架次高密度的检测巡视，发现异常情况后根据其具体位置，地面人员就可以准确的找到事故点位置进行具体杆塔的登塔巡视，确认故障类型，制定抢修方案，尤其对山区等特殊区段更能凸显它的快速性和准确性，至少可以缩短故障发现时间6-8小时，大幅提高设备安全管控水平。总之，无人机巡视模式是未来输电线路运维工作的发展趋势，随着低碳和环保理念的不断深入人心，依托无人机自主巡检技术，既可以