電力線路巡視中無(wú)人機(jī)的作用分析

曹暢濃

摘 要：21世紀(jì)以來(lái)，由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，在我國(guó)的電力行業(yè)中廣泛的應(yīng)用了許多高新技術(shù)和材料，尤其是對(duì)無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用。所以，以期充分地理解無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，本文主要分析了無(wú)人機(jī)技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)，分析了目前我國(guó)電力線路巡檢中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，為今后的電力線路巡視工作提出切實(shí)可行的幫助。

關(guān)鍵詞：電力線路；無(wú)人機(jī)；線路巡視

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）21-0112-02

1 引 言

現(xiàn)在，由于我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，所以電力線路也在增多，怎樣確保穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行電力線路，且已成為了業(yè)界的焦點(diǎn)問(wèn)題。因?yàn)榇蠖鄶?shù)電力線路處于相對(duì)糟糕的戶外環(huán)境中，鋪設(shè)區(qū)域的自然環(huán)境也不好，地形較為復(fù)雜，所以，如果不能解決有關(guān)的電力問(wèn)題，這對(duì)電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行有很大的影響。在技術(shù)和理論的發(fā)展都尚不完善的情況下，人們只能采用人工巡邏的方法，這種方式的工作量大、時(shí)間長(zhǎng)、效率不高，尤其針對(duì)一些地形復(fù)雜的區(qū)域更為困難。為了提高電力線巡檢工作的效率，保證巡視員的安全，業(yè)界對(duì)新興巡邏方法的研究和探討越加的重視。例如，一些直升機(jī)巡邏，巡邏機(jī)器人巡邏方法等有很好的研究和應(yīng)用，特別是多家電力公司的高技術(shù)含量和高度關(guān)注的無(wú)人機(jī)巡邏方法，該技術(shù)已在北京，上海，福建，廣州等電力線路中廣泛使用。

2 無(wú)人機(jī)技術(shù)綜述

無(wú)人機(jī)技術(shù)是最近世界上各國(guó)電力公司都大力支持的重要技術(shù)，下面對(duì)無(wú)人機(jī)巡視技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)以及重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行闡述，并簡(jiǎn)要介紹了無(wú)人機(jī)設(shè)備的維護(hù)與管理，以及無(wú)人機(jī)電力線巡邏技術(shù)方面的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 無(wú)人機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力線路的巡視有兩個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)：①它不易受地理環(huán)境和自然環(huán)境等外部因素的限制。由于戶外有很多的電力線路，在雨雪等惡劣天氣等條件下，靠人是無(wú)法完成巡視工作的，而無(wú)人機(jī)則完全不受這些因素的影響，還能夠降低由于工作對(duì)相關(guān)人員造成傷害的事故；②無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中的光學(xué)吊艙任務(wù)可以盡快檢測(cè)到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各種問(wèn)題，因此無(wú)人機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中越來(lái)越受到歡迎。

使用無(wú)人機(jī)還有兩點(diǎn)缺點(diǎn)：①無(wú)人機(jī)不可能完全識(shí)別各種電路問(wèn)題。目前，由于各種因素的限制，在使用無(wú)人機(jī)巡視時(shí)，其僅能夠針對(duì)一些常見線路問(wèn)題進(jìn)行快速識(shí)別，仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電力線路的安全隱患進(jìn)行全面的鑒定；②使用無(wú)人機(jī)拍攝照片需要很高的成本和時(shí)間。目前，無(wú)人機(jī)設(shè)備必須搭配線路保持距離40m才能拍攝更清晰的圖像，一旦非?？拷脑挘托枰渲酶叨嗽O(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，這必定會(huì)增加電力線路巡視的成本和時(shí)間。

2.2 無(wú)人機(jī)設(shè)備的管理和保養(yǎng)

盡管無(wú)人機(jī)設(shè)備用于電路巡視具有很多優(yōu)勢(shì)，但為了可以充分發(fā)揮其擁有的功能，有必要做好無(wú)人機(jī)設(shè)備的日常維護(hù)和管理工作。無(wú)人機(jī)設(shè)備的工作內(nèi)容主要有：首先，由專門的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，并將采集到的信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)故障預(yù)測(cè)系統(tǒng)，然后檢測(cè)系統(tǒng)將對(duì)各種信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行健康評(píng)估，從而有效地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的不利問(wèn)題。所以，在使用無(wú)人機(jī)設(shè)備時(shí)，要定期對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行升級(jí)改造，定期進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)工作，以確保無(wú)人機(jī)設(shè)備可以正常進(jìn)行巡視工作。

2.3 無(wú)人機(jī)電力線路巡視技術(shù)的發(fā)展

在未來(lái)的電力行業(yè)發(fā)展中，由于各種新興技術(shù)的逐步涌現(xiàn)，無(wú)人機(jī)技術(shù)將得到更多的機(jī)會(huì)發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，在電力線路的巡視中會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色。今后的無(wú)人機(jī)巡視技術(shù)主要有以下兩種發(fā)展方向：①向智能化的方向發(fā)展。對(duì)于無(wú)人機(jī)的飛行模式，未來(lái)應(yīng)該有更多的研究放在電動(dòng)固定翼無(wú)人機(jī)及導(dǎo)航模式上，比如更多的研究和開發(fā)的導(dǎo)航方法，針對(duì)無(wú)人機(jī)的空中拍攝功能，需要進(jìn)一步的全智能化無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)和整體開發(fā)的獨(dú)立缺陷識(shí)別技術(shù)，以提高無(wú)人機(jī)的工作效率；②對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行充分的補(bǔ)充應(yīng)用。

3 無(wú)人機(jī)在電力線路巡視中的應(yīng)用

3.1 輸配電線路的規(guī)劃

在對(duì)電力線路進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃時(shí)，目前還常用的方法是清理統(tǒng)計(jì)量等走廊的衛(wèi)星圖像或航空照片，通過(guò)比較各種路徑規(guī)劃的成本來(lái)選擇和實(shí)施所采用的方案。兩種方法在實(shí)踐中都有局限性。由于衛(wèi)星接收軌道和過(guò)頂時(shí)間的限制，衛(wèi)星圖像的時(shí)效性較差，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)，這往往會(huì)導(dǎo)致地形和地貌的變化。傳統(tǒng)的商用飛機(jī)飛行必須經(jīng)過(guò)航空和軍事部門的批準(zhǔn)，而這些部門對(duì)航空的審批難度大，著陸點(diǎn)要求嚴(yán)格，并且費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，成本高，因此在惡劣天氣條件下停飛，易受云雨等氣象因素的影響，而不能獲得清晰的圖像，在類似于工廠的小區(qū)域中，特別是在以下50m2的區(qū)域內(nèi)和路徑的長(zhǎng)度難以實(shí)現(xiàn)更快的速度，低成本以獲得更精確的數(shù)據(jù)。無(wú)人機(jī)的應(yīng)用與傳統(tǒng)的路線規(guī)劃方法相比，體型小、成本低、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，還可在云層中進(jìn)行攝影，飛行高度低，能獲得更清晰的航空?qǐng)D像和數(shù)據(jù)，可以有效減少不利地面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境的負(fù)面影響。

3.2 測(cè)量電力線路

在測(cè)量輸配電線路的地形時(shí)，使用經(jīng)緯儀對(duì)于測(cè)量電路底部更重要關(guān)鍵。然而，在使用經(jīng)緯儀測(cè)量時(shí)，森林區(qū)域的測(cè)量通道進(jìn)行清理不徹底，或受地形限制視野無(wú)法看到。有必要通過(guò)多站測(cè)量來(lái)完成任務(wù)，這需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。但是無(wú)人機(jī)依靠光學(xué)測(cè)量設(shè)備在測(cè)量視野受限的情況可以對(duì)大面積的區(qū)域，如森林、高層建筑的居民區(qū)進(jìn)行測(cè)量，在使用傳統(tǒng)測(cè)量方法時(shí)，需要對(duì)周圍地區(qū)如峽谷，山峰等繞行，但是無(wú)人機(jī)的使用可以快速調(diào)整位置以獲得精度較高的數(shù)據(jù)，并減少?gòu)?qiáng)度和面積測(cè)量的工作量，縮短了時(shí)間，提高工作效率。

3.3 巡視電力線路

通過(guò)巡視并監(jiān)控電力線路來(lái)掌握線路的運(yùn)行情況和周邊環(huán)境變化情況，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷和危及線路安全的隱患，徹底避免問(wèn)題的出現(xiàn)和事故發(fā)生。對(duì)于災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)如冰凍災(zāi)害，山體滑坡等受到突發(fā)性的自然災(zāi)害對(duì)輸配電線路造成嚴(yán)重影響，則會(huì)閃絡(luò)，斷線斷電，甚至發(fā)生大面積停電等事故，因此對(duì)自然災(zāi)害的檢測(cè)和預(yù)防至關(guān)重要。作為新型的應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)為救災(zāi)支援，災(zāi)害評(píng)估和及時(shí)的救災(zāi)指導(dǎo)做出了不可替代的貢獻(xiàn)。

3.4 無(wú)人機(jī)在高原地區(qū)的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)和人工巡視相比較其最大優(yōu)勢(shì)是能夠在高壓和高原地區(qū)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地工作。如在拉薩等西藏高原地區(qū)進(jìn)行電力線路的巡視，通常可以采用電動(dòng)固定翼和轉(zhuǎn)子無(wú)人機(jī)用于巡邏，無(wú)人機(jī)的使用使得在這種地形下不需要考慮高原氧氣不足的問(wèn)題，并且實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，為了更好地發(fā)揮無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)和適應(yīng)特殊地形，在未來(lái)電力公司也需要完善無(wú)人機(jī)的供電系統(tǒng)，改進(jìn)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力設(shè)計(jì)、車身結(jié)構(gòu)的等優(yōu)化，更好地完成巡視工作。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)過(guò)上述研究可以得到，使用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行電力線路的巡視工作，不但能夠節(jié)約整個(gè)巡視工作的時(shí)間，還可以節(jié)省成本投入，從而提高巡視工作的效率，還可以更好地保障工作人員的安全。所以，隨著未來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，該技術(shù)將成為電力系統(tǒng)運(yùn)行和電網(wǎng)監(jiān)控與維護(hù)的強(qiáng)有力工具，這也是電網(wǎng)監(jiān)控方式的革新。

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收稿日期：2018-6-25