無人機(jī)巡檢配電線路的應(yīng)用與分析

無人機(jī)巡檢配電線路的應(yīng)用與分析摘要：隨著我國(guó)電力體制改革的深入，電力工業(yè)得到了迅速的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但同時(shí)也對(duì)電力監(jiān)控工作提出了更高的要求。針對(duì)目前的巡檢工作，傳統(tǒng)的手工巡視已不能滿足當(dāng)前的巡檢任務(wù)，因此，無人機(jī)具有更高的靈活性和更高的作業(yè)效率，為電力巡檢提供了更多的自動(dòng)化和智能化解決方案。本文介紹一種無人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的自動(dòng)巡線，利用多個(gè)運(yùn)營(yíng)商的無線網(wǎng)卡高速、穩(wěn)定地傳輸影像和視頻，而地面服務(wù)器則利用測(cè)溫儀的溫度校正和分析，對(duì)故障進(jìn)行智能存檔，以確保無人機(jī)的供電可靠性和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：無人機(jī)巡檢；配電線路；應(yīng)用；分析；引言在配電線路巡檢中，現(xiàn)代無人駕駛技術(shù)起著舉足輕重的作用，實(shí)現(xiàn)了線路本體巡視、隔離刀閘巡視、配電箱巡視；綜合巡檢、低壓線路設(shè)備巡檢等配電線路運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高了巡檢的效率，減少了巡檢費(fèi)用。另外，通過對(duì)配電線路的無人機(jī)巡視，克服了地理、溫度等因素的影響，提高了故障監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率，對(duì)實(shí)時(shí)掌握電力系統(tǒng)的總體運(yùn)行狀況具有重要意義。在無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用人機(jī)合作的方式，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)運(yùn)行的更好的運(yùn)行。1.無人機(jī)巡檢技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀無人機(jī)巡視技術(shù)是近幾年興起的一門新技術(shù)，它將航空、電力、通訊等多種學(xué)科有機(jī)地融合在了一塊，從而成為一個(gè)尖端科技的前沿技術(shù)。從目前國(guó)內(nèi)實(shí)際的應(yīng)用來看，國(guó)內(nèi)電力公司開展的無人機(jī)巡檢工作已經(jīng)有了一定的成效。有關(guān)部門使用直升飛機(jī)、架設(shè)攝像機(jī)及攝象機(jī)等設(shè)備，對(duì)線路進(jìn)行適當(dāng)?shù)难惨暎⒏鶕?jù)所拍照片，識(shí)別出電線及鐵塔的各類故障。然而，在實(shí)際使用中，該方法也有一定的問題，比如防雨、防風(fēng)的功能不強(qiáng)，我國(guó)部分電力企業(yè)就嘗試著通過無人機(jī)的方式來巡檢配電線路，但是在技術(shù)應(yīng)用還有待提升。2.無人機(jī)巡檢配電線路的應(yīng)用與分析2.1通道巡檢快速無遺漏無人機(jī)巡視更是提高了隧道巡視的效率，而且沒有任何疏漏。多旋羽翼無人機(jī)在配電線路桿塔上方10m外進(jìn)行飛行記錄，對(duì)配電線路全線通道進(jìn)行巡檢，并對(duì)各通道進(jìn)行精確的反饋，配電線路運(yùn)維人員根據(jù)歷史資料和獲得的反饋信息，反復(fù)查看廊道情況；在停電檢修之前，做好實(shí)地考察。而整個(gè)隧道的監(jiān)控，主要是對(duì)違建物、大棚內(nèi)的飄浮物、易燃易爆物品進(jìn)行檢查；林竹隱患等，范圍廣，速度快，無疏漏，監(jiān)測(cè)的結(jié)果具有較高的可信性。利用激光雷達(dá)進(jìn)行三維建模，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)線、樹木、建筑物的距離的自動(dòng)測(cè)量，并對(duì)線路和信道進(jìn)行三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型的分析，對(duì)隧道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)警示。與傳統(tǒng)的圖像解譯相比，通道的三維模型更加直觀，更便于解讀。通過建立三維模型，可以快速、有效地獲得可視化的線路通道。2.2配電線路圖像視頻數(shù)據(jù)獲取配電線路的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要先對(duì)其進(jìn)行成像處理，然后再用紫外線照相技術(shù)對(duì)線路進(jìn)行采集；利用其兩翼負(fù)載系統(tǒng)的二軸增穩(wěn)式增穩(wěn)式和雙路成像式紫外線探測(cè)器，利用攝像機(jī)內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)和編碼器的緊密協(xié)作對(duì)圖像進(jìn)行分解，并通過安裝陀螺信號(hào)靈敏裝置，使多旋翼無人機(jī)的飛行系統(tǒng)得到穩(wěn)定；為了確保拍攝到的畫面清晰，傳輸回路得到了更好的穩(wěn)定，即使在搖晃和震動(dòng)的情況下，云臺(tái)也能保持穩(wěn)定，并輸出清晰的圖像。通過云臺(tái)控制器的外部接口和內(nèi)部的系統(tǒng)接口，通過飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，確保了數(shù)據(jù)的安全，通過陀螺信號(hào)的收集，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)穩(wěn)定控制；準(zhǔn)確地獲取電暈現(xiàn)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行成像，并將系統(tǒng)處理后的圖像與可視化圖像進(jìn)行重疊，以確定線路圖像的精確定位；加強(qiáng)對(duì)電暈回路的強(qiáng)度處理，加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，確保輸變電線路本身的安全；在保證紫外線照相機(jī)的照相路線的同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)照相機(jī)部件的選擇，提高照相機(jī)的質(zhì)量，提高照相機(jī)的質(zhì)量。2.3無人機(jī)續(xù)航在配電線路上，無人機(jī)的智能巡檢技術(shù)也面臨著一個(gè)重要問題，它的耐久性已經(jīng)成為影響配電線路巡檢工作效率的重要因素?，F(xiàn)在，無人駕駛飛機(jī)的壽命一般是30分鐘。為了解決無人駕駛飛機(jī)的耐久度問題，一些地方已經(jīng)開始在一些地方建立無人駕駛飛機(jī)的巢穴。無人機(jī)的巢穴由巡邏車改造而來，以及固定在塔頂?shù)墓潭C(jī)架。其中，可移動(dòng)的機(jī)架可以在一定程度上增加巡檢的持續(xù)時(shí)間，但不能滿足無人機(jī)自主巡航的需求，而且人工成本、維護(hù)成本也很高；而固定型蜂巢只需要很少的人工干擾，更符合無人機(jī)的自動(dòng)巡邏需求，因此在無人機(jī)上的應(yīng)用前景很好。但是，在輸配電線路上實(shí)現(xiàn)無人機(jī)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的集成，仍然存在著許多技術(shù)難題。另外，采用動(dòng)態(tài)充能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的動(dòng)力充能是一種較為理想的方法。一般情況下，這種方法可以直接提升無人機(jī)的耐久度，但也有一些關(guān)鍵的技術(shù)問題需要解決。比如，能源供給方如何獲取能源、能源供應(yīng)的穩(wěn)定性如何保證、能源供應(yīng)存在的其它風(fēng)險(xiǎn)如何規(guī)避等問題。采用電力線的電磁場(chǎng)進(jìn)行電力系統(tǒng)的動(dòng)力充電也是一種可行的方法，但目前尚處于摸索階段。2.4故障識(shí)別精準(zhǔn)無干擾傳統(tǒng)的人工巡視故障識(shí)別方法主要是依靠主觀的判斷，人工巡視一般都是從地上往上看，瓷瓶和設(shè)備的局部放電主要集中在設(shè)備的中部和頂部，光靠肉眼是很難找到的，如果要用手工的方法來識(shí)別這種故障，就需要停電來進(jìn)行登桿檢查；增加了人力物力的投入，增加了操作的危險(xiǎn)性，并伴隨著斷電的影響。同時(shí)，人工巡視可以從不同的角度進(jìn)行監(jiān)控，并配備高清攝像機(jī)，實(shí)時(shí)保存監(jiān)控圖像，為電力系統(tǒng)的工作人員提供準(zhǔn)確、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)設(shè)備頂部、中部的放電點(diǎn)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并讓巡視人員提前做好停電安排和材料的準(zhǔn)備。該系統(tǒng)能夠迅速、準(zhǔn)確地判斷配電網(wǎng)桿塔的運(yùn)行故障，并能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)懸掛的雜質(zhì)，并能及時(shí)地判斷出絕緣子自爆的故障。人工巡視安裝了紅外傳感器，可以觀察到地面的溫度和熱量，并通過頻譜分析來判斷線路有沒有問題，而無人機(jī)上的偵察機(jī)和成像設(shè)備也能準(zhǔn)確地判斷出配電線路和配電線路的運(yùn)行故障。3.無人機(jī)巡檢技術(shù)發(fā)展前景隨著無人機(jī)技術(shù)在配電線路巡視中的優(yōu)勢(shì)和我國(guó)科技創(chuàng)新的發(fā)展，其應(yīng)用前景十分廣闊。在無人機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的研究中，應(yīng)從增強(qiáng)無人機(jī)的性能，尤其是在安全、復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境下，持續(xù)穩(wěn)定地提高其工作穩(wěn)定性。其次，要注重?zé)o人機(jī)型號(hào)的優(yōu)化，通過對(duì)無人機(jī)的通道監(jiān)控、故障分析、溫度監(jiān)測(cè)等多方面的應(yīng)用，通過對(duì)無人機(jī)配電線路巡檢某項(xiàng)功能應(yīng)用專業(yè)化程度的提升，以不同載荷配置實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境的作業(yè)適應(yīng)，專項(xiàng)功能優(yōu)勢(shì)更明顯。加強(qiáng)無人機(jī)巡視方式的創(chuàng)新和發(fā)展，包括無人機(jī)的自主控制、能源補(bǔ)給等，使無人機(jī)的巡檢工作完全自動(dòng)化。配電線路無人駕駛巡檢技術(shù)的智能化發(fā)展是不可逆轉(zhuǎn)的，目前的研究和發(fā)展方向是建立智能立體監(jiān)控系統(tǒng)，增加無人機(jī)巡檢的附加功能，使綜合直升機(jī)、固定翼等無人機(jī)能夠滿足配電線路的雷達(dá)掃描和測(cè)溫要求；防外力、夜巡等各種巡檢工作。擴(kuò)大無人機(jī)巡視線路的數(shù)字化渠道，提高其數(shù)據(jù)的自動(dòng)化程度。建立了無人飛行器自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的飛行記錄功能，從而實(shí)現(xiàn)了無人飛行器的自動(dòng)巡邏。4.結(jié)束語社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開電網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大。大規(guī)模復(fù)雜的配電線路需要更多的人力、物力進(jìn)行巡檢，由于分布存在差異，配電線路的缺陷隱患也各不相同。傳統(tǒng)的以人工為主的配電線路巡檢方法存在巡檢精度低、盲區(qū)多、運(yùn)維范圍小等缺點(diǎn)，不能滿足線路巡檢的要求，傳統(tǒng)巡檢方法存在的這些不足促進(jìn)了無人機(jī)巡檢技術(shù)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)[1]余曉明,郝后堂,鐘平,黎華燦,原來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