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      架空輸電線路上無人機的有效運用

      2021-05-18 19:11:19張玉芳馬亞麗
      電子樂園·下旬刊 2021年6期
      關鍵詞:架空輸電線路有效運用無人機

      張玉芳 馬亞麗

      摘要:架空輸電線路是滿足電力遠距離輸送的基礎,在電力運行系統(tǒng)中占據重要地位,保障架空輸電線路安全穩(wěn)定,是提高系統(tǒng)供電安全可靠的前提。架空輸電線路具有分布廣、所處地形復雜、自然條件惡劣等特點,傳統(tǒng)的巡檢方式往往難以全面準確地發(fā)現(xiàn)隱患問題、查找故障,從而造成較大損失,難以滿足社會日益增長的電力需求。因此,探索無人機在架空輸電線路上的有效應用,是滿足現(xiàn)代電網運行發(fā)展需求,提高架空輸電線路運維效率的重要途徑。

      關鍵詞:無人機;架空輸電線路;有效運用

      引言:電力系統(tǒng)運行中,架空輸電線路運行穩(wěn)定性直接影響電力系統(tǒng)運行安全性和供電可靠性。因此,電力系統(tǒng)調度員需要開展有效的線路巡檢,通過加強對架空輸電線路定期和不定期巡查檢視,及時發(fā)現(xiàn)并解決線路運行中存在的問題及隱患,為線路維護提供可靠依據,從而確保線路運行安全。

      1無人機技術概述

      無人機是指不需要由駕駛員在機艙內操作完成駕駛的一種飛機,其主要借助遙控技術或自動駕駛技術來完成相關任務的飛行載具。與載人飛機相比,無人機的操作更為便捷、體積小、自重輕、應用成本更低。早期無人機技術主要應用于軍事領域,但隨著其技術快速發(fā)展,無人機在民用領域的應用越來越廣泛。目前,無人機在電網企業(yè)中的應用主要是固定翼、多旋翼、無人直升機三種類型。固定翼無人機飛行速度較快,具有較遠的續(xù)航里程,能夠搭載可見光傳感器,在輸電線路路徑巡視觀測工作中的應用較多。多旋翼無人機的飛行模式較為靈活機動,能夠隨時懸停,從而完成短距離觀測、攝影,但外部環(huán)境對其影響較大,續(xù)航里程相對較短。

      2無人機的控制巡檢技術

      無人機的飛控系統(tǒng)是相當精密的,它所建立的無人機平臺擁有分系統(tǒng),其中包含了大量的飛控計算機核心組件,其性能優(yōu)劣與整個飛控系統(tǒng)的性能關存在直接關聯(lián)關系。一般來說,無人機的飛控計算機性能表現(xiàn)都十分強勁,如此才能保障無人機安全穩(wěn)定飛行。在這里,飛控系統(tǒng)就承擔了兩大重要責任:信息采集以及無人機飛行參數傳輸,它們合理有序控制了無人機的飛行速率,可實現(xiàn)對飛行路線的有針對性解算與控制,基于路線相關模塊發(fā)送指令,完成飛行任務管理與調度工作內容。在無人機進行架空輸電線路巡檢過程中,它主要運用到了多余度飛控系統(tǒng),該系統(tǒng)可滿足無人機飛行需求,建立多部件與系統(tǒng)協(xié)調體系,確保在統(tǒng)一協(xié)調機制背景下完成同一任務內容。在建立余度結構過程中,還需要對架空輸電線路中的二余度、三余度內容進行分析,保證順利完成巡檢任務。而在架空輸電線路巡檢過程中,無人機主要利用飛控計算機建立雙余度結構,如此可保證簡化結構復雜性,實施針對監(jiān)控輸電線路巡檢過程中的主從機控制,降低系統(tǒng)故障覆蓋率。

      3架空輸電線路巡檢中無人機應用分析

      3.1構建無人機綜合巡檢平臺

      首先,確定架空輸電線路巡檢無人機的選型。隨著無人機技術的快速發(fā)展,輕型無人機在架空輸電線路中的應用具有顯著優(yōu)勢,其體積較小、自重較輕、靈活性強,能夠滿足架空輸電線路所處的復雜環(huán)境或者狹小空域的巡檢工作。其次,無人機結構設計中,包括殼體、懸臂及云臺設計。無人機殼體設計應對復雜地形及多變的天氣環(huán)境具有較強的適應性,提高機身流線型,降低飛行摩擦阻力,減少動力消耗,延長續(xù)航時間。無人機懸臂設計中,可以通過快速折疊鎖緊機構,解決懸臂高空震動的情況,避免折疊卡死的問題。無人機云臺是搭載攝影設備等任務荷載的支撐設備,通過云臺設計,優(yōu)化設備搭載,實現(xiàn)無人機輕型化、模塊化設計,提高無人機靈活性。

      3.2無人機巡檢搭載設備

      根據架空輸電線路巡檢工作實際任務,設備無人機搭載設備,以確保巡檢任務的順利完成。(1)高速成像模塊。無人機搭載設備中,高速成像模塊是實時記錄與傳統(tǒng)飛機高速移動中的高清視頻,在高速成像模塊中添加電子穩(wěn)像技術、場景鎖定及目標跟蹤技術等,從而實現(xiàn)在惡劣天氣下獲取高清圖像的成果。在高速成像模塊中,通過增加畫中畫與字符疊加功能,能夠有效增強系統(tǒng)探測能力,簡化視頻跟蹤與處理。(2)紅外、紫外成像傳感模塊。無人機搭載紅外熱像儀,可以通過紅外探測器與光學成像物鏡,獲取紅外熱像圖,檢查輸電線路熱斑情況,同時將熱圖像向一個或多個監(jiān)控器中傳輸,對架空輸電線路巡檢中發(fā)現(xiàn)的不正常發(fā)熱現(xiàn)象進行檢測,提高對故障隱患檢測的準確性。無人機紫外線成像儀要求具有較高的靈敏度,能夠完成復雜地形環(huán)境下的靈活運用,準確獲取光子技術信息。同時在紫外線傳感模塊選擇中,還需要兼顧成本與開發(fā)周期要求。(3)三維激光掃描模塊。在架空輸電線路巡檢中,三維激光掃描模塊能夠對桿塔進行全方位立體掃描,并確定其精準度的經緯度及高度位置,最終輸出全方位立體圖片,為架空輸電線路巡檢排障工作提供可靠依據。

      結語:維護架空輸電線路運行的穩(wěn)定性,是保證供電系統(tǒng)運行安全可靠的重要前提。隨著無人機技術的快速發(fā)展,在架空輸電線路巡檢中運用無人機,能夠有效提高巡檢效率,提升巡檢工作精準性,降低巡檢難度,同時解放勞動力,進一步提高巡檢工作的經濟效益和社會效益。因此,無人機在架空輸電線路上具有廣闊的應用前景,不斷加強無人機技術應用與探究,完善無人機架空輸電線路巡檢工作體系,對于促進電力運行系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。

      參考文獻

      [1]周晨飛,文顯運.架空輸電線路無人機巡檢技術分析[J].電子元器件與信息技術,2020,4(10):59-61.DOI:10.19772/j.cnki.2096-4455.2020.10.028.

      [2]張紅兵,索春光,寧友歡,張文斌.無人機巡檢架空輸電線路自主避障導航算法研究[J].軟件,2020,41(10):236-241.

      [3]杜超,張濤,李平,朱海波.無人機在架空輸電線路上的運用[J].通訊世界,2020,27(06):182+184.

      [4]陳劍剛,姚璞,楊俊武,龍濤,何畏.無人機在架空輸電線路巡檢中的應用研究[J].湖南電力,2019,39(05):74-77.

      [5]于洋.無人機在架空輸電線路上的應用[D].廣東工業(yè)大學,2019.DOI:10.27029/d.cnki.ggdgu.2019.001621.

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