無人機紅外熱像儀電力巡檢2

1、無人機載紅外熱像儀高壓電力巡檢整體解決方案目錄一、行業(yè)背景 21、2015年將推廣協(xié)同巡檢模式 22、無人機精細巡檢 2二、行業(yè)需求 3三、系統(tǒng)介紹 41、無人機 42、紅外熱像儀 53、無人機載紅外熱像儀 5四、業(yè)務(wù)分析 61、傳統(tǒng)巡線圖示 62、無人機搭載紅外熱像儀電力巡線解決方案 73、無人機搭載紅外熱像儀電力巡線方案優(yōu)勢分析 74、無人機巡航作業(yè)的優(yōu)勢： 95、無人機巡航效益分析 96、結(jié)論 10一、行業(yè)背景我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個跨省區(qū)電網(wǎng)；110kV以上輸電線路已達到近51.4萬km。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國每年電 力行業(yè)整體投資約為1000億元，其

2、中硬件設(shè)施為73%說明輸電設(shè)備在國家電 網(wǎng)建設(shè)上比重越來越大，隨著電網(wǎng)的日益擴大，巡線的工作量也日益加大，100km 的巡線工作需要20個巡線人員工作一天才能完成。因此傳統(tǒng)的巡線方式已經(jīng)滿 足不了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的廣泛需求。1、2015年將推廣協(xié)同巡檢模式國網(wǎng)已明確的未來巡檢模式，亦為無人機留下了發(fā)揮作用的廣闊空間。去年3月，國網(wǎng)公司運維檢修部召開的工作推進會指出，到2015年，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)將全面推廣直升機、無人機和人工巡檢相互協(xié)同的輸電線路新型巡 檢模式，全面提高巡檢作業(yè)效率和效益，保障大電網(wǎng)安全運行。根據(jù)此次會議，山東、冀北、山西、湖北、四川、重慶、浙江、福建、遼寧、 青海共10個單位將作

3、為試點，要求利用20132014年兩年時間開展新型巡檢模 式試點工作，于2015年總結(jié)試點經(jīng)驗，完善標準體系，全面推廣實施。據(jù)了解，按照巡檢業(yè)務(wù)界面劃分，直升機可開展線路常規(guī)巡視和狀態(tài)巡視、 災(zāi)情普查和應(yīng)急搶險等工作，巡檢對象主要為特高壓、跨區(qū)直流和500千伏及以 上重要線路。大、中型無人直升機應(yīng)用于220千伏及以上交直流線路開展常規(guī)巡 視和狀態(tài)巡視；小型無人直升機應(yīng)用于110千伏及以上線路單塔進行巡視、故障 巡視和小范圍通道巡查；固定翼無人機一般用于500千伏及以上線路開展通道巡 視和災(zāi)后電網(wǎng)評估等。人工巡檢主要對管轄范圍內(nèi)輸電線路開展狀態(tài)巡視、日常維護及檢測等，在直升機、無人機巡檢作業(yè)覆蓋

4、范圍內(nèi)，修訂有關(guān)規(guī)程，以減少 巡視次數(shù)。2、無人機精細巡檢超高壓供電局啟用無人機巡檢始于 2012年的十八大保電時期，當時只能對輸電線路進行整體粗放式巡檢，經(jīng)過近3年的科研攻關(guān)和探索實踐，無人機精細 化巡檢水平已處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。 所使用的無人機由油動升級為電動，由單旋翼 升級為多旋翼，拍攝平臺由航拍云臺升級為自主研發(fā)的機載吊艙， 具有操控靈活、 飛行穩(wěn)定性好、懸停點距離近的特點，實現(xiàn)對輸電線路近距離360度無死角、無 盲區(qū)拍攝，同時向地面系統(tǒng)實時回傳1920X 1080P高清畫質(zhì)圖像，其工作效率達 到人工巡檢效率的幾十倍，已成為專門用于針對輸電線路故障點巡檢作業(yè)的得力 助手。在近幾年的作業(yè)實

5、踐中，該局也逐漸摸索形成了一套完整的無人機巡檢管 理模式，包括無人機作業(yè)管理制度、規(guī)程、無人機調(diào)用管理制度。他們編制的無 人機作業(yè)班標準作業(yè)指導(dǎo)書，實現(xiàn)了在實際生產(chǎn)中的班組化管理， 該管理模式在 國內(nèi)同行業(yè)中領(lǐng)先。二、行業(yè)需求從高壓輸電線路的運行管理模式和常規(guī)作業(yè)方式來看，傳統(tǒng)巡線方式面臨的 困難有：勞動強度大、工作條件艱苦，而且勞動效率低。遇到電網(wǎng)緊急故障和異常氣候條件，線路維護人員不具備有利的交通優(yōu)勢，對于跨江，跨湖，跨山線路時常力不從心。只能利用普通儀器或肉眼來巡查設(shè)施，巡查項目不全面。人身安全隱患大，在山區(qū)林區(qū)有毒生物越來越多，特別是夏季的“蜱蟲” 一旦被咬將危及性命，威脅最大的還有那

6、些看不見的陷阱和捕獸夾。所以常規(guī)人工巡線這種方式已經(jīng)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的需求。超、特高壓電網(wǎng)急需先進、科學(xué)、高效的電力巡線方式。三、系統(tǒng)介紹使用無人機載紅外熱像儀進行電力巡查時，巡查系統(tǒng)的組成如下:1、無人機無人機(unmanned aerial vehicle 或 drone ) 是一種由無線電遙控設(shè)備或自身程序控制裝置操縱的無人駕駛飛行器。無人機可以搭載多種任務(wù)載荷，如照相機、攝像機、紫外成像儀，紅外熱像儀以及他勘測設(shè)備等等。能夠?qū)崿F(xiàn)航空拍 照，地質(zhì)測量，高壓線路巡視、油田管道檢查、高速公路管理、森林防火巡查、 毒氣勘察、緝毒和應(yīng)急救援、救護等等工作。2、紅外熱像儀紅外熱像儀

7、是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應(yīng)。通俗地講紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅 外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度。3、無人機載紅外熱像儀無人機配載紅外熱像儀進行高壓線路巡視發(fā)揮了其成本低，效費比好；無人員傷亡風(fēng)險；生存能力強，機動性能好，使用方便等優(yōu)勢。無人機載紅外熱像儀，憑借其非接觸測溫，不受光線、霧霾干擾，可視距離 遠等特點，目前已廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：電力巡線、石油管道巡視、森林防火巡 查、太陽能電池檢測、應(yīng)急救援、警用等。電力紅外熱像無

8、人機對于穿越各種復(fù)雜的地理環(huán)境（如經(jīng)過大面積水庫、湖 泊和崇山峻嶺，原始森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)，頻繁滑坡、泥石流等 地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)）的電力線路檢測無疑是個福音。四、業(yè)務(wù)分析1、傳統(tǒng)巡線圖示大里怫帙設(shè)聒無議遮人嘲*暉討區(qū)楂工作祕環(huán)便=2、無人機搭載紅外熱像儀電力巡線解決方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖功能1:根據(jù)不同被測物體及其周圍環(huán)境，設(shè)置背景溫度和發(fā)射率，并通過 手動或自動灰度拉伸、對比度拉伸，獲取最準確的溫度數(shù)據(jù)和最優(yōu) 質(zhì)的紅外圖像；功能2：無人機懸停時，無人機控制搖桿可通過串口及10 口可選擇自動、人工抓拍紅外圖片和視頻，并將溫度數(shù)據(jù)、紅外圖片或視頻保存至 內(nèi)置的存儲卡中，方便后期對檢測和巡視進行

9、更細致的分析；功能3：可根據(jù)應(yīng)用需求，自定義包括傳輸碼流、采集幀頻、報警溫度在內(nèi) 的相關(guān)參數(shù)。3、無人機搭載紅外熱像儀電力巡線方案優(yōu)勢分析采用進口 640X480(XM6)或384X288(XM3)非制冷焦平面探測器，輸出無以倫比的紅外圖像；本機存儲可保存熱圖、錄像、溫度、溫度數(shù)據(jù)流等多種數(shù)據(jù)格式；可通過串口或無線傳輸與地面站通信，控制存儲和對焦；體積小，重量輕，功耗低，易于集成；無人機通過掛接熱成像設(shè)備，對高壓電力線路進行巡檢，通過溫度異常變 化對比值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強故障點，如電纜或電力線路上的器件有微小破 損，肉眼從可見光中無法識別，但是這些缺陷破損往往產(chǎn)生熱效應(yīng)，此時使用負載熱像儀的無人

10、機進行巡檢，便可在巡檢中提前發(fā)現(xiàn)缺陷預(yù)防故障 的產(chǎn)生.結(jié)合傳統(tǒng)可見光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點檢測的準確性。 無人機搭載熱成像設(shè)備巡檢輸電設(shè)備判斷依據(jù)：導(dǎo)線（有無紅色發(fā)熱點）、線夾（有無接觸點發(fā)熱）、引流線（有無發(fā)熱點）、絕緣子（有無擊穿發(fā) 熱）、桿塔（有無擊穿發(fā)熱）、耐張管（有無發(fā)熱）；無人機對于線路穿過的森林山火預(yù)警效果好，傳統(tǒng)光電系統(tǒng)易受天氣、大 霧、光線、霧霾天氣等環(huán)境影響，使可見光相機難以發(fā)現(xiàn)；而紅外熱像儀 是檢測熱輻射圖像，不受光線、霧霾天氣影響，在煙霧形成之前或者夜間 均能發(fā)現(xiàn)熱源。紅外視角與可見光視角對比圖無人機配備熱像儀進行電力巡線圖4、無人機巡航作業(yè)的優(yōu)勢：（1）隨著

11、今后電網(wǎng)的快速建設(shè)，維護電網(wǎng)的安全穩(wěn)定高效運營，已成為電 網(wǎng)運行的當務(wù)之急。依靠這一具有國際一流水平的高新技術(shù)及先進設(shè)備， 將對電網(wǎng)運行質(zhì)量的改善和經(jīng)濟效益的提高提供強有力的支持。（2）無人機作業(yè)大大提高了電力維護和檢修的速度和效率，使許多工作能 在完全帶電的環(huán)境下迅速完成。（3）傳統(tǒng)的巡線作業(yè)方式科技含量少，工作效率低。與之相比，利用無人 機作業(yè)便顯出巨大的優(yōu)勢。（4）無人機機載設(shè)備較多，能夠同時利用多種設(shè)備對線路進行檢查，提高 了巡線的可靠性。（5）使用無人機作業(yè)，可使作業(yè)范圍迅速擴大，且不為跨江，跨湖，污泥 或雪地所困擾。直升機可以到達地面人員無法接近的山谷地帶，可以迅速 跨越兩個工作地點，不僅速度快，而且不會像汽車那樣破壞莊稼、軋壞土 地，這在日益重視環(huán)境保護的今天，具有深遠的意義。5、無人機巡航效益分析1）無人機巡線降低了電力部門整體巡檢成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明：某電網(wǎng)公司一年人工巡線費用大約在 60萬左右；隨著線路長度的增加，其規(guī)模效應(yīng)越來越明顯，人工巡線費用會大幅增加，利用無人機進行巡檢可以使巡線平均成本會越來越低2）無人機巡線在巡線過程中發(fā)現(xiàn)重大危急缺陷，