無(wú)人機(jī)在輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修應(yīng)用研究

楊蘇 吳秋池 傅文進(jìn)

摘 要：由于電力企業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大了電網(wǎng)的規(guī)模，從而增大了運(yùn)維巡檢的工作量和難度。整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行主要受一些自然因素和人為因素的影響，而造成輸電線(xiàn)路受到破壞，致使輸電線(xiàn)路不能正常運(yùn)行，而一旦發(fā)生故障，為了做到及時(shí)搶修工作，必須盡快找到輸電線(xiàn)路故障點(diǎn)，因此，在巡檢輸電線(xiàn)路故障中，采用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以有效地提高搶修的效率。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；輸電線(xiàn)路；運(yùn)維檢修；應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大力發(fā)展，對(duì)電力能源的需求和依賴(lài)在不斷地增加。目前，我國(guó)對(duì)輸電線(xiàn)路的巡檢工作越來(lái)越重視，但由于架空輸電線(xiàn)路覆蓋區(qū)域廣，穿越區(qū)域地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，以至對(duì)輸電線(xiàn)路運(yùn)維水平要求越來(lái)越高。由于輸電線(xiàn)路設(shè)備長(zhǎng)期暴露在野外，為了掌握線(xiàn)路的運(yùn)行狀況，并及時(shí)排除線(xiàn)路故障、缺陷或隱患，每年都要投入大量人力、物力進(jìn)行線(xiàn)路巡檢。隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，自動(dòng)化也在不斷地進(jìn)步，從對(duì)最傳統(tǒng)的地面人工巡視看，到如今逐步推廣應(yīng)用的直升機(jī)、無(wú)人機(jī)巡視，線(xiàn)路的巡檢模式正向著多元化方式發(fā)展。基于此，本文對(duì)無(wú)人機(jī)在輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修應(yīng)用進(jìn)行分析研究。

1無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)中輸電線(xiàn)路的巡視的重要性

無(wú)人機(jī)在電力系統(tǒng)中輸電線(xiàn)路的巡視中有著很大的意義，首先，降低了電力部門(mén)整體巡檢成本，電力部門(mén)進(jìn)行巡檢的時(shí)候需要?jiǎng)佑貌恍〉娜肆ξ锪ω?cái)力，整個(gè)巡檢過(guò)程中不僅僅應(yīng)用重機(jī)械等，還有巡查不同部件的相關(guān)零件，另外，因?yàn)槿斯ぞ€(xiàn)路巡檢需要很大的工作范圍，范圍越大，需要高空架線(xiàn)的長(zhǎng)度和要求就越來(lái)越多，所以，造成的人工巡檢費(fèi)就越來(lái)越高。最后工程企業(yè)可能會(huì)有盈利小于消耗的現(xiàn)象，其次，不得不說(shuō)的就是巡檢過(guò)程中工作效率很高，每次飛行時(shí)間可達(dá)1小時(shí)，每小時(shí)巡線(xiàn)30公里。每飛4個(gè)架次相當(dāng)于出動(dòng)30名巡線(xiàn)員一整天的工作量，且不受地理環(huán)境的限制。與人為巡檢相比還節(jié)省了大量的工作時(shí)間。另外，無(wú)人機(jī)巡查的結(jié)果經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，所以有客觀的優(yōu)勢(shì)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，政府也會(huì)以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行問(wèn)題排查，增加對(duì)輸電線(xiàn)路問(wèn)題的重視程度，而且，有利于定期對(duì)線(xiàn)路通道內(nèi)樹(shù)木、違章建筑等情況進(jìn)行重點(diǎn)排查、清理，確保輸電通道安全。無(wú)人機(jī)巡視能夠有效的增加巡視的效率，以及增加了輸電線(xiàn)路的質(zhì)量，同樣，能夠避免很多惡劣環(huán)境影響的輸電線(xiàn)路巡視任務(wù)失敗的問(wèn)題，代替人工進(jìn)行全面，多角度的巡視，能夠更準(zhǔn)確的進(jìn)行線(xiàn)路巡視。對(duì)電力系統(tǒng)非常重視的今天，我們有必要多進(jìn)行一些深入的研究，找到更適合輸電線(xiàn)路巡視的方法，無(wú)人機(jī)巡視能夠更加準(zhǔn)確進(jìn)行線(xiàn)路故障問(wèn)題排查，比如說(shuō)雷擊故障點(diǎn)排查，人工很難進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡排查，無(wú)人機(jī)巡視能夠非常快速而且準(zhǔn)確的在高空中設(shè)置查找點(diǎn)，進(jìn)而找到雷擊的放電點(diǎn)，減少安全隱患。在長(zhǎng)期的巡視工作中，不可避免會(huì)受到人的心理和生理因素的影響，從而導(dǎo)致了巡視的質(zhì)量不合格，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡視，不僅有效的提高巡視效率，還能提升巡視質(zhì)量，減少電力企業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2無(wú)人機(jī)在輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修中的應(yīng)用分析

2.1無(wú)人機(jī)的檢測(cè)方法

無(wú)人機(jī)的檢測(cè)方法包括非接觸檢測(cè)技術(shù)、紅外熱像儀檢測(cè)法、電子光學(xué)檢測(cè)法和激光振動(dòng)檢測(cè)法等。非接觸檢測(cè)是無(wú)人機(jī)檢測(cè)線(xiàn)路的關(guān)鍵，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)不能像機(jī)器人那樣對(duì)線(xiàn)路直接檢修，例如紅外熱像儀能對(duì)局部故障進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)局部過(guò)熱造成的較強(qiáng)紅外輻射能原理，電子光學(xué)檢測(cè)法能對(duì)線(xiàn)路漏電放電進(jìn)行檢測(cè)，在放電部位有較強(qiáng)的光輻射，依據(jù)這一原理，能檢測(cè)到絕緣部位的漏電情況，激光振動(dòng)檢測(cè)對(duì)已經(jīng)開(kāi)裂的絕緣子可以輕易的檢測(cè)到，因?yàn)殚_(kāi)裂后，反射回來(lái)的信號(hào)頻譜會(huì)出現(xiàn)差異，依據(jù)這一原理，可以檢測(cè)開(kāi)裂的絕緣子。

2.2雷擊故障檢查中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)巡檢輸電線(xiàn)路技術(shù)故障的應(yīng)用，主要體現(xiàn)對(duì)雷擊故障點(diǎn)查找。據(jù)調(diào)查顯示，影響輸電設(shè)備及線(xiàn)路安全的關(guān)鍵因素就是雷害，其中在輸電線(xiàn)故障中雷擊跳閘而引起各類(lèi)故障占據(jù)了很大的比例。其最容易引起絕緣子閃絡(luò)放電，而后果就會(huì)導(dǎo)致絕緣子導(dǎo)線(xiàn)掛點(diǎn)鐵構(gòu)件融化堆積，絕緣子與其體表的釉層分離，網(wǎng)狀裂紋會(huì)逐漸布滿(mǎn)玻璃體外表，或者是燒傷其絕緣子，有些時(shí)候絕緣子閃絡(luò)會(huì)在表面上留下十分明顯的燒傷痕跡。通常情況下，憑借肉眼很難發(fā)現(xiàn)其金具和絕緣子串存在的問(wèn)題，即使是使用人工登陸檢查，也有存在著一定的盲區(qū)，將其無(wú)人機(jī)巡檢輸電技術(shù)應(yīng)用到其中準(zhǔn)確地找到其故障點(diǎn)。如某供電企業(yè)500kV輸電線(xiàn)路特別容易在夏天發(fā)生跳閘。針對(duì)于此，使用了多架旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)其進(jìn)行故障排除，無(wú)人機(jī)清楚的排到輸電線(xiàn)路到線(xiàn)上放電燒蝕點(diǎn)。

2.3電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用

為了確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電力企業(yè)進(jìn)行電力設(shè)備的平常巡檢與維護(hù)是一項(xiàng)基本的工作。經(jīng)過(guò)實(shí)行相關(guān)的運(yùn)維，便于隨時(shí)找出一些安全隱患及問(wèn)題，并能夠更好地解決。而在對(duì)企業(yè)中的電力設(shè)施、系統(tǒng)及電力路線(xiàn)的運(yùn)維工作時(shí)，有效應(yīng)用無(wú)人機(jī)，能夠很好地免除由于運(yùn)維工作者判斷失誤帶來(lái)的電力設(shè)備的不穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)人機(jī)可清晰地觀測(cè)出電力系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備及其運(yùn)行狀況，經(jīng)相關(guān)的影像與圖像資料能夠了解線(xiàn)路的某根導(dǎo)線(xiàn)有沒(méi)有產(chǎn)生斷股，緊固零件有沒(méi)有松動(dòng)或損壞等問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)于電力系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精確的診斷工作，以這樣的途徑迅速找到產(chǎn)生故障的緣由與方位，便于對(duì)電力設(shè)備更有效地維護(hù)。

3無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用前景

此項(xiàng)技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用，利用無(wú)人機(jī)巡檢輸電線(xiàn)路技術(shù)能及時(shí)的有效查找出高壓輸電線(xiàn)路中存在的故障點(diǎn)。相關(guān)工作人員，針對(duì)于此，進(jìn)行架空線(xiàn)路高空巡檢作業(yè)，這樣就在很大程度上減少了工作人員塔高空作業(yè)，同時(shí)進(jìn)一步減少了其工作人員的空線(xiàn)路高空巡檢作業(yè)。除此之外，為更好的實(shí)現(xiàn)高空檢查作業(yè)，工作人員，可以通過(guò)地面航模機(jī)來(lái)操作無(wú)人機(jī)，使其無(wú)人機(jī)多角度、全方位的拍攝高清照片，進(jìn)而有效的幫助工作人員及時(shí)準(zhǔn)確的判斷輸電線(xiàn)路的運(yùn)行狀態(tài)。其在局部設(shè)備和區(qū)段的故障巡檢中具有非常好的應(yīng)用效果。還具有維護(hù)費(fèi)用低、成本低、安全系數(shù)高等非常明顯的特征，有著非常廣泛的運(yùn)用前景。尤其是在輸電線(xiàn)路處在較為復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中，人工很難完成故障診斷和巡檢工作，但使用無(wú)人機(jī)后可有效的代替人工巡檢工作，能及時(shí)有效的完成其輸電線(xiàn)路的巡檢工作。有效應(yīng)用人機(jī)巡檢輸電線(xiàn)路技術(shù)能有效的解決傳統(tǒng)人工巡視中因?yàn)榄h(huán)境因素局限的問(wèn)題。

4結(jié)束語(yǔ)

目前無(wú)人機(jī)在輸電線(xiàn)路運(yùn)維工作中的綜合應(yīng)用主要集中在本文所闡述的幾個(gè)方面，由于多旋翼無(wú)人機(jī)目前還存在著續(xù)航時(shí)間短、大風(fēng)大霧雨雪天氣受影響較大，不易飛行等缺點(diǎn)，其在輸電線(xiàn)路運(yùn)維工作中的應(yīng)用還存在著一定的局限性，但隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，它的發(fā)展前景仍十分廣闊，在將來(lái)必定會(huì)有更多的功能應(yīng)用于輸電線(xiàn)路運(yùn)維工作中，屆時(shí)將會(huì)對(duì)輸電線(xiàn)路運(yùn)維工作提供更有力的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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