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无人机输电线路巡检技术研究

张继禹

国网山西省电力公司吕梁供电公司,山西吕梁,033000

摘要: 无人机巡检技术是随着近些年来科技的快速发展以及电力需求的不断增加所提出的一项新型技术方法。他可以在很大程度上降低人工检测所带来的负面效果,同时也可以节省大量的人力资源和物力资源,对于高压线路的监测有十分重要的积极作用。因此,无人机巡检技术在高压线路检测当中得到了很大的应用与关注,但是他仍然存在着很多的问题需要解决。文章将通过探究无人机巡检技术在当下的发展状况以及存在的问题,并且提出了一些相关的策略方法来更好的实现无人机巡检技术在输电线路中的应用。
关键词: 无人机巡检;输电线路;技术研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157010
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引言

力线路容易受到环境因素的影响,当线路产生问题会对供电造成阻碍,难以保证生产及生活的质量。当电力长期暴露在外部环境下杆塔及线路自身都会受到破坏,还会导致安全事故。当前电力巡检工作中引入了无人机设备及现代化技术,借助无人机进行巡检能够提升工作的效率,还可保证巡检效果,其中智能识别技术发挥了重要的作用。

1无人机电力线路安全巡检的含义与任务

无人机属于电力线路安全巡检新型技术,这种新兴的自动化航测设备灵敏度高、操作简便,同时能够克服巡检作业区域较为复杂带来的阻碍。通过敏感的遥感技术,利用无人机对相关巡检设备进行搭载,可对电力线路的安全巡检过程进行精确的数据获取,保证将操作人员的安全危险系数降到最低。与此同时,可帮助技术操作人员频繁反复地对电力线路的运行安全进行有效维护,配合使用无人机对电力线路的安全巡检操作进行组织落实时,无人机首先要对巡检区域的复杂地形条件进行数据采集,同时采用多批次无人机平台飞行试验的方式,确保电力线路系统的性能符合优良要求。为了让数据获取得更为全面,技术操作人员还可反复多次地开展无人机平台飞行试验操作,与此同时,利用run机影像与遥感数据处理平台对获取到的相关信息进行精确分析与结果预判。

2无人机巡检技术在当下所存在的问题

虽然使用的是无人驾驶的飞行器,但是这些飞行器归根而言还是由人类所操纵的。因此他受操作人员的控制水平影响也比较的大,如果在对无人机进行操作的过程当中,操作人员因为一些操作失误而导致高压输电线路进行了挂伤和损坏,那么他不仅不会提高巡检的效率,同时还会带来相反的后果。因此,使用这种技术在高压输电线路的检测当中也存在着一些不稳定的因素,除此之外,无人机在巡检当中所得到的结果也很难进行一个系统的划分和收集,他们所收集到的信息资源在管理方面缺乏一个合理的管理方式和手段,使得这些信息不能够为后期的检测提供一个有利的保障。除此之外还有许多的问题存在于无人机巡检当中。因此,需要对于无人机巡检技术进行一个积极的完善,对目前所存在的问题进行及时的解决与处理,使他能够在高压输电线路的巡检当中发挥更好的效果。

3输电线路无人机巡检关键技术研究进展

3.1自主巡检技术

自主巡检技术是架空输电线路无人机巡检技术研究中的重点课题,该项技术在理论上能够让无人机自主飞行、运作,基本可以摆脱人工。根据现有研究成果可知,可以使用激光雷达、实时动态高精度定位技术来实现无人机自主巡检,其中激光雷达技术能够自动获取飞行线路的高精度三维点云数据,由此能对飞行线路进行规划,而实时动态高精度定位技术能够对无人机实际飞行路线进行控制,确保无人机飞行路线与规划路线吻合。现实情况中自主巡检技术尚处于研究阶段,因为该项技术的实施涉及到无人机飞行时的航高、坐标、惯性等多种不确定的因素,所以该项技术在目前研究中的成本会比较高。同时,无人机在对架空输电线路进行巡检时要考虑到杆塔巡检的精细程度,而激光雷达技术在这方面还不够成熟,无法投入实际运用,这是该项技术未来的研究方向。此外,自主巡检技术还有很多待研究的点,如无人机续航问题、地面工作站巡检任务采集功能等,这些问题不但尚未解决,也没有产生对应的技术,这也是后续需要研究的重点.

3.2飞行姿态控制技术

外界环境因素,如气候因素中的强风或降水,都可能对无人机的飞行状态与姿态产生较大的影响,致使无人机的飞行控制出现不稳情况。无人机的姿态控制技术属于无人机电力线路安全巡检系统中的一个重要应用,不仅能让无人机的飞行状态更加稳定,还能让无人机按照预定线路规划开展飞行过程。依据专业研究人员的研究数据结论,LQG控制器主要控制无人机的俯仰翻转姿态,而PID控制器也是无人机飞行控制中的一个重要系统,可有效预防无人机在飞行或航拍过程中出现偏航问题。因此在无人机电力线路的安全巡检过程中承担着飞行姿态的控制职责,子系统的敏感性与抗干扰性必须较强,否则就可能致使无人机的飞行状态无法更为稳定。

3.3问题识别技术

在相对较早的无人机巡检技术应用中可知,架空输电线路巡检人员一般是操作无人机,利用无人机搭载的摄像设备对线路局部进行拍摄,随后人工对拍摄图像进行分析,最终得出判断结果,确认问题位置、类型、规模等。这种方式确实行之有效,但依旧依赖人工,在人工不稳定性的影响下有可能作出错误判断,同时无人机拍摄图像存在清晰度等方面的缺陷,人工不一定能作出判断。因此,在现代无人机巡检技术研发中提出了问题识别技术概念,该项技术主要就是让无人机系统具备自主判断问题的能力,根据当前研究成果可知,该项技术已初具雏形,即近些年国家电网公司在物联网技术支撑下,结合深度神经网络算法、大数据和图像识别技术等实现了问题识别技术,使得无人机系统能够自动分析架空输电线路上的问题,并生成巡检报告,免去了人工分析的环节。

3.4红外线、紫外线探测技术

红外热成像仪在对无人机飞行过程中的表面温度进行提取时,具备较强的敏感度,能准确测量到无人机表面温度超过周围环境温度的异常温升点。因此此设备最大的作用是能依据红外光谱图像对无人机飞行器的线路接头、线夹和绝缘子设备进行温度监控,及时发现设备在实际运作过程中可能出现的异常发热情况,并对发热点进行精确定位。紫外热成像仪在实际应用过程中,还具备接受线路设备放电过程中出现的紫外光讯号功能,同时对无人机电力线路安全巡检工作进行落实时,技术操作人员可直接配合图像对系统出现的导线外伤、绝缘子放电及污染等放电等现象进行精确捕捉,尤其是紫外线探测技术被应用在电力线路巡检过程中时,技术人员必须时时关注太阳光以及人造光源,因其可能会对巡检工作造成了干扰进行重视,防止因为任何遗漏致使无人机出现飞行安全问题。

结束语

综上,无人机电力巡检作为一种高效可靠的模式,在电网线路的维护管理中起到了重要的作用,由于无人机可与多种技术相互结合,通过一定的设备来实现多种功能,因此应将其充分应用在电力巡检工作之中。可借助智能识别技术来实现电网监测管理、电网巡检、电网应急响应以及雷击故障点排查等,使巡检的效果得到改善,为电网管理带来保障。

参考文献

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