无人机输电线路巡线技术解析
- 格式:docx
- 大小:28.77 KB
- 文档页数:3
无人机巡检输电线路技术的应用探析摘要近年来,电网规模发展快速,电力设备不断增加,做好线路巡检工作,确保电力系统安全运行至关重要。
巡视工作,引入无人机巡检技术,不但能减轻电力工作的负担,还可精准地完成任务。
文章针对无人机巡检输电线路技术的应用进行了分析,以供参考。
关键词无人机巡检;输电线路技术;应用1 无人巡检技术概述1.1 无人机的基本含义无人机属于一种以飞行控制技术为主、载运很多类型的任务负荷,自动进行飞行与相关作业的无人驾驶的机器。
它的主要特点是成本较低、效率很高、危险性较小、便于操作与控制,是我国线路巡检工作中有效的工具。
现阶段,人们熟悉的无人机其飞行的平台大概包括三个类型:多旋翼式的无人机、无人驾驶的直升机、固定翼式的无人机。
1.2 巡检技术的原理无人机的巡检技术主要由一套以监测技术为控制中心与运输、固定翼的无人机作为远程式大规模的巡检、对平台多维的并举分析、信息集合的完备的智能化网线巡检的系统。
无人机的巡检工作中,一般应用固定翼的无人机技术,经过遥控的图像对于输电的导线、地线及绝缘子具体状况展开监测工作,关于输电线路大规模式的巡檢筛选,其巡检作业的半径有时超过100km。
若是出现了异常状况,应用运载无人机的巡检技术可到达工作场地,应用旋翼式的无人机巡检技术或是两栖式的无人机飞往异常位置做出周密性的巡检工作,还应用便携式的检测机械展开人力的判断。
由于无人机具有较多的优良系统,而且电力系统的输电线路巡检工作存在较多的难度与局限性,近几年我国有一些电力企业的管理者尝试将无人机进行民用,并取得了初步的成效。
根据有关调查资料可以了解到:无人机的巡检技术应用于输电线路巡检工作中,可较好地将线路的运维水平得以提升,进而提升了输电线路可靠的电能需求的供应工作质量与效率,同时有效地降低了相关设备运行与维护工作的强度,从而更好地缩减了企业运维的成本[1]。
2 无人机巡检输电线路技术应用2.1 常规应用由于我国地大物博,有很多地区都是崇山峻岭。
基于无人机的高压输电线路巡检技术研究无人机,作为一种新兴的航空器,正以其高效快捷的特点被越来越广泛地应用于各个领域,其中之一就是高压输电线路巡检。
传统的输电线路巡检方式通常需要人工搭设脚手架或爬上铁塔进行检查,无论是时间成本还是安全风险都较高。
而基于无人机的高压输电线路巡检技术可以实现完全自主的无人机巡检,并在短时间内掌握大量线路的工作状态和故障情况,为线路的安全运行提供有力支持。
一、无人机巡检技术的优势1.高效快捷无人机不受时间和地域的限制,可以在短时间内掌握大量信息,避免了传统巡检方式的工期长、效率低的弊端。
2.安全可靠无人机通过载荷侧视或红外摄像机、雷达等检测手段,不需要人员登高走线,避免了高空作业带来的安全风险。
3.减少成本传统的高压输电线路巡检需要搭设脚手架或是登高检查,成本较高,使用无人机可以减少人力、材料、维护等方面的成本。
二、无人机巡检技术的实现原理1.设备配置基于无人机的高压输电线路巡检需要配置一系列的探测设备,如摄像机(色彩、准分子、红外等)、高感度激光雷达、热成像仪、气象传感器、GPS、导航定位系统等,通过无人机将这些设备拍摄的数据上传至云端,进行数据分析,实现智能化判断。
2.算法应用为实现智能无人机巡检,需要将各种传感器数据进行融合,并通过机器学习、图像识别等技术应用到数据分析中,可以较为准确地评估线路的运行状况,提升巡检的效率和准确性。
三、无人机巡检技术的市场前景据不完全统计,目前全国电力输配网线路总长已超过300万公里,而传统巡检方式的工期长、效率低,线路缺陷容易漏检或误检,已成为电力企业面对的难题之一。
而无人机技术不但可以提高线路巡检效率和准确性,同时也减少了巡检成本和安全风险,有较广阔的市场前景。
智能化和自主化是未来无人机高压输电线路巡检的趋势,全球各大巡检型无人机制造商已把目光投向这一领域,开展技术研究和产品推广,行业前景十分可观。
四、技术挑战和发展方向当前无人机巡检仍存在一些技术挑战:如针对架空输电线采用微小型无人机进行巡检,需要克服电磁干扰、风阻等问题;在纵向检测方面,需要发展近地表检测技术,减少扰动影响;同时,也需要加强数据物理模型建立,从而进一步提升巡检准确性和可靠性。
无人机巡检输电线路技术的应用与分析摘要:输电线路如果出现故障则会影响居民用电和工业用电,对人们的生活质量和国民经济的发展造成巨大的损失,所以对输电线路的巡检就显得至关重要,若将无人机运用到对输电线路的巡检中去,将势必提高工作效率。
关键词:无人机;输电线路;智能;巡检一、在输电线路巡检中运用无人机的优势及不足1.1输电线路巡检中运用无人机的优势自主悬停技术及自定导航飞行技术是无人机技术的基础,其具有输电线路防碰撞保护能力,在灾害性及恶劣的天气中有着输电线路灾害分析、查找手段输电电路跳闸故障点以及检测及巡视输电线路故障点等方而具有非常明显的优势。
自主悬停飞行控制是无人机技术的两种工作模式,同时还具有手动和自驾这两种模式。
其中,无人机在手动模式之下,其根据相关人员所预定进行自主导航飞行,并对输电线路进行巡检。
1.2无人机存在的不足尽管无人机在输电线路巡检中具有一定的优势,但其中也存在这许多的不足。
例如,_尤人机的巡航时间相对而言是比较短的,由于无人机的体积较小,使其自身的电容容量相对比较小,这样就会在很大程度影响其巡航时间。
再加上无人机的遥控范围是比较小,通常情况下,其遥控范围在IO00M内,而且不能有效的自动的对图像进行缺陷分析。
二、无人机检测作业模式2.1多传感器集成同步与检校为解决目前无人机巡检中传感器单一、数据间关联度不大且后处理多为人工方式的弊端,研究采用了多传感器集成方式。
通过牢固可靠的物理连接.将多种传感器的光轴进行统一,通过时间同步技术实现多传感器数据的时间坐标对准.通过位置姿态系统数据解算得到外方位元素,将各传感器数据在空间上对准,实现多传感器集成传感器载荷安装框架设计以“系统质心尽量靠近旋转轴线”为方针,在安装框架中集成安装了长短焦相机、红外热像仪、紫外成像仪、激光扫描仪以及惯性测量单元。
为实现多传感器数据在空间上的准确配准.提高无人机电力巡检准确高效的数据获取能力.对多传感器系统进行了集成检校.主要检校参数包括:GPS天线相位中心与IMU几何中心之间的偏心分量、长焦相机与IMU本体坐标系之间的线元素偏心分量及角元素偏移值、红外相机与IMU本体坐标系之间的线元素偏心分量及角元素偏移值、激光扫描仪与IMU本体坐标系之间的线元素偏心分量及角元素偏移值。
无人机巡检输电线路技术及应用实践摘要:输电线路对电力系统的稳定发展具有重要的作用,将无人机技术应用到输电线路巡检中能够在最短的时间内对输电线路故障问题进行检查和抢修,从而保障用电用户的正常用电。
关键词:无人机巡检;输电线路技术;应用实践1输电线路巡视的内容输电线路巡检工作,主要针对线路本体、电力设备、附属设施及线路所处环境等进行巡视和检查,能够对输电线路的运行状态进行明确,及时发现输电线路运行过程中存在的问题,保证线路的运行安全。
在输电线路巡视中,可分为三种巡视方式,即正常巡视、故障巡视和特殊巡视。
无论是哪一种巡视方式,都采用人工地面巡视的模式,在一些特殊情况下才会登塔检查,存在局限性。
在常规巡视中,对于运行状况不同的线路,有着不同的要求,应该合理进行安排。
这种巡视模式无法满足输电线路飞速发展的要求,难以及时准确地了解线路运行状况,未能考虑各方面因素的影响,造成了资源的浪费,无法保证线路运行的稳定性和安全性。
2无人机的研究设计分析2.1技术方面在一般情况下,四旋翼的无人机和遥控操作的直升机是作用在输电线路的巡检工作的,其中四旋翼的无人机由地面站和无人机两个部门共同组成,四旋翼无人机应用四个旋翼对称分布形成一种气动化的布局,具备良好的悬停和升降能力,能够携带一些无线微型高分辨率的图像采集设备和无线图像的传输设备,能够对输电线路指定目标进行清晰化的采集和处理,同时还能保证远距离传输工作的实现。
遥控直升机主要是由地面摄像监视和操作系统、影像收集系统和减震悬挂装置等共同组成,能够对输电线路指定的目标视频图像信息进行采集,并借助无线图像将收集到的信息传输到后台进行管理,帮助操作人员及时发现输电路的故障问题。
2.2自身系统构成方面无人机巡检系统是一个复杂的一体化系统,主要包含了电子通信、跨航空、地理信息导航定位、图像识别等多个学科的技术。
无人机的巡检系统一般由六个部分组成,包括飞行平台、地面监控系统、信息传输系统、飞行控制系统等。
高压输电线路的无人机电力巡检技术摘要:输电线路巡检是及时发现并消除隐患确保线路安全、可靠运行的必要基础性工作。
在长期的输电线路运行维护工作中,总结出多种巡检方法。
除传统人工巡检外,还积极将新技术应用于线路巡检,其中无人机巡检是近年来大范围推广应用的一项技术,在提高巡检质量及效率方面取得显著成效。
本文主要对高压输电线路巡检无人机安全技术进行了简要的分析。
关键词:高压;输电线路;巡检;无人机;安全1无人机在输电线路巡视中应用技术分析1.1无人机的控制技术无人机在应用过程中如何进行灵活控制非常重要,一般无人机的控制可以分为人工控制和智能控制两种。
其中人工控制指的是巡视人员利用遥控手杆进行无人机操控,智能控制是指无人机的职能系统对无人机进行控制,从而实现无人机的自主巡视工作。
在实际的应用过程中,可以两种控制方式联合使用,如果环境条件允许,可以利用智能控制系统对无人机进行控制,这样可以极大限度的提高工作效率,使工作人员安排其他工作。
当外界条件无法允许无人机自动控制时可以利用摇动手杆进行人工控制。
灵活选择控制方式能够体现无人机的功能和作用。
另外,还需要对巡视线路进行提前的规划,无人机的巡视点要准确定位,只有这样才能够充分的发挥无人机的功能。
1.2成像和图像传输成像和图像传输技术是无人机的核心技术,也是进行输电线路巡视的关键所在,如果无人机的成像和图像传输技术无法保障,技术水平不过关或者出现故障则无法完成线路的巡视。
无人机的成像和图像传输系统主要包括摄像机、照相机、图像感应系统、检测装备以及图像传输机等。
其中成像过程主要由照相机、摄像机以及图像感应系统来完成,而图像数据的传输则是由图像传输机来进行。
在无人机使用过程中,首先要确保成像系统的正常工作,这样无人机才能够代替人的眼睛进行线路的巡视工作,而且成像技术越高,所拍摄的线路图片越清晰,能够将故障线路的细节包含进去,以方便工作人员对线路故障进行准确判断和分析,提高线路巡视和维修的准确率。
无人机输电线路巡检技术分析摘要:输电线路巡检是电力维修保障的重要内容,做好输电线路巡检工作对于提升供电的稳定性、可靠性和安全性具有十分积极和重要的意义。
长期以来,电力企业都非常重视输电线路巡检工作的开展。
在以往的输电线路巡检工作中,大多是依靠人工作业,不仅效率低,而且安全性难以保障。
电路巡检作为一项高强度且细致的工作,在人工作业的过程中难免会给技术人员带来生理、心理的双重压力。
为确保输电线路巡检质量和效率,保障工作人员的职业健康与安全,目前已经将无人机技术引入到输电线路巡检工作当中,借助无人机设备进行电路巡视,能够很好的弥补人工作业存在的不足,提升电路巡检质量。
本文就主要围绕无人机输电线路巡检技术展开分析和研究。
关键词:无人机巡检;输电线路;技术分析引言通常来说,无人机技术主要就是指无人机系统、无人机工程及无人机应用相关的一类技术统称。
无人机这一不载人飞行器本身具有飞行成本低、操作简单、小巧灵活等的优点,随着无人机应用技术的发展成熟,利用无人机完成一些人类难以完成的高难度、高险度工作成为了可能。
比如近年来无人机就被广泛运用于植保、测绘、摄影、高压线缆巡视、农业生产等领域,尤其是在输电线路巡检领域更是发挥着非常重要的作用[1]。
利用无人机进行输电线路巡检,主要内容就包括对输电线路导线、地线、杆塔上的各种器件、附属设备等的常规检查,在巡检时要根据不同线路的运行状况,根据要求开展红外巡检或者是可见光巡检。
一旦在巡检过程中发现故障问题,无人机会明确标记故障点,方便及时迅速做出处理。
一、无人机输电线路巡检概述1、优势无人机巡检的最大优势就在于能够极大地提升输电线路的巡检效率。
在以往的输电线路巡检工作中,大部分是采用传统的人工巡检的方式,一天仅能完成大约20基单回杆塔的精益化巡视,且巡视的视角只能局限于地面,对于塔头及横担到等位置金具部件高空部位的巡检显得力不从心。
就现在的无人机技术而言,通过开展无人机巡检,一天就可以完成12公里、约60基同杆双回线路的精益化巡视[2]。
高压输电线路的无人机电力巡检技术随着无人机技术的快速发展,无人机在各个领域的应用越来越广泛。
在电力行业中,无人机被广泛应用于高压输电线路的巡检工作中,其具有高效、安全、便捷的特点。
本文将介绍高压输电线路的无人机电力巡检技术及其应用。
高压输电线路的无人机电力巡检技术能够提高巡检效率。
传统的高压输电线路巡检需要人工上杆塔进行检查,这不仅费时费力,还存在一定的安全风险。
而无人机巡检技术可以通过搭载相应的检测设备,实现对高压输电线路的远程巡检。
无人机可以快速准确地获取线路情况,有效提高了巡检的效率。
高压输电线路的无人机电力巡检技术具有良好的安全性。
高压输电线路存在着高压电弧、坠落物等安全隐患,传统的巡检方式容易造成事故的发生。
而无人机巡检技术可以在无人机与线路之间建立安全距离,避免了人员直接接触高压线路的危险。
无人机巡检技术还能够通过红外热像仪等设备检测线路温度异常情况,发现潜在的安全隐患并及时处理。
高压输电线路的无人机电力巡检技术还具有便捷性。
无人机巡检可以减少人力资源的消耗,不需要人员上杆塔,可以快速完成巡检任务。
无人机还能够根据地形条件自由飞行,不受地理环境限制,能够很好地适应不同地区的巡检需求。
无人机巡检技术可以实时传输巡检数据,便于随时监测线路的运行情况。
需要强调的是,高压输电线路的无人机电力巡检技术在实际应用中仍然面临一些挑战。
无人机在复杂天气条件下的飞行、线路上的多样化障碍物的处理、无人机电池续航等问题都需要进一步的研究和解决。
只有克服这些技术难题,无人机才能更好地应用于高压输电线路的电力巡检工作中。
高压输电线路的无人机电力巡检技术具有高效、安全、便捷等特点,能够提高巡检效率,降低安全风险,满足不同地区的巡检需求。
未来,无人机巡检技术将会在电力行业中得到更广泛的应用,并不断完善与发展。
无人机输电线路智能巡检技术综述线路巡检是保证架空线路正常运行的重要手段,随着我国输电线路的快速发展,线路巡检工作面临着作业强度大、周期长,部分线路环境恶劣等问题,传统的人工巡视方法面临巨大挑战。
为此,近年来电网积极引进新技术,提高线路巡检工作自动化程度,改进巡检工作模式。
标签:无人机;输电线路;智能巡检技术巡检是确保输电线路正常使用的有效方法,随着输电线路的增长,导致线路巡检工作面临着非常多的问题,而以往人工巡视方法已经难以满足要求,此时便引进了无人机技术,在一定程度上了实现了巡检工作的自动化,解决了一定的巡检问题。
一、电力无人机概述根据无人机的机体结构,通常可将无人机分为无人直升机、多旋翼无人机和固定翼无人机三类。
目前在电力巡检中都有应用,但由于三种无人机的性能特点存在较大差异,其所承担的巡检任务也有所侧重。
无人直升机与传统直升机类似,但由操控人员在地面站进行操控,是早期电网无人机巡检试验方案之一。
由于无人直升机体积较大,操控难度较高,存在与电力设施碰撞产生严重后果的潜在风险,且成本较高,目前已较少应用在电力巡检领域。
多旋翼无人机由多个旋翼产生升力,通过改变各个旋翼的转速控制飞行器的姿态,具有小巧灵活、垂直起降、精准悬停的优点,但机动性和飞行高度较低,负载较小,续航时间短。
因此,在架空线路巡检中,多旋翼无人机通常负责小范围精细作业,或杆塔精细化建模等任务。
固定翼无人机依靠螺旋桨或涡轮发动机提供前进动力,由机翼与空气的相对运动产生升力,其巡航速度快,续航时间长,但起降需要跑道,且無法悬停。
在架空线路巡检中,固定翼通常负责大范围、有较高航程要求的任务。
除此之外,还有结合固定翼与多旋翼的复合翼无人机,兼具垂直起降、精准悬停与巡航速度快的优点,在灾后应急等恶劣复杂环境的应用场景中极具潜力,但在电力巡检领域尚未有大范围落地应用。
从功能来说,无人机在电力巡检中所扮演的角色主要为遥感承载平台。
二、无人机输电线路智能巡检技术(一)杆塔本体精细化巡视无人机精细化巡视是通过多旋翼无人机对杆塔精细部位进行高清拍照,通过图片巡检发现开口销、金具、绝缘子等部位缺陷,拍摄的内容主要包括导地线杆塔侧挂点、导地线侧挂点及绝缘子。
分析无人机巡检输电线路技术及应用实践无人机巡检技术是利用无人机进行输电线路巡检的一种新技术,它利用无人机的高空飞行能力和携带摄像头设备的优势,可以高效地对输电线路进行巡检,大大提高巡检效率,并减轻了人工巡检的难度和风险。
本文将对无人机巡检输电线路技术及其应用实践进行分析,以期对该技术有一个更全面的了解。
一、无人机巡检输电线路技术概述无人机技术在输电线路巡检中的应用是利用无人机搭载各类传感器设备,对输电线路进行航拍及监测。
其主要技术包括无人机的操控系统、航拍摄像头设备、数据传输和分析技术等。
无人机可以在高空中自由飞行,通过携带的摄像头设备进行航拍,将航拍的图像和视频实时传输到地面控制中心,并通过专业的软件进行数据分析和处理。
利用无人机进行输电线路巡检技术的优势主要体现在以下几个方面:1. 提高巡检效率:无人机可以快速高效地对输电线路进行巡检,大大缩短了巡检时间,提高了巡检效率。
2. 减轻巡检难度:传统的输电线路巡检需要人员登高,工作环境较为恶劣,而无人机巡检可以避免这些问题,减轻了巡检人员的工作强度和风险。
3. 提高数据精度:无人机携带的摄像头设备可以对输电线路进行高清航拍,提供高精度的巡检数据,相比人工巡检更为准确和全面。
4. 数据分析与综合利用:无人机巡检获取的数据可以通过专业的软件进行分析和处理,为输电线路的运行和维护提供更科学的依据。
无人机巡检输电线路技术在国内已有一定的应用实践经验,各个电力企业和科研单位都在积极探索该技术在输电线路巡检中的应用。
下面将通过具体案例分析无人机巡检输电线路技术在实践中的应用情况。
1. 国家电网公司无人机巡检项目作为国内电力行业的领军企业,国家电网公司一直在积极探索新技术在输电线路巡检中的应用。
该公司利用无人机进行输电线路巡检已有多年的经验,并在全国范围内推广应用。
通过无人机巡检技术,国家电网公司可以快速地对输电线路进行全方位的巡检,及时发现线路存在的问题,并采取相应的维护措施,保证了输电线路的安全运行。
分析无人机巡检输电线路技术及应用实践随着无人机技术的不断发展和普及,越来越多的行业开始尝试将无人机技术应用到实际生产中,其中,基于无人机的输电线路巡检技术也逐渐被广泛采用。
无人机具有高空、高速、高精度和无人化等特点,可以快速、便捷地完成输电线路的巡检任务,提高了巡检效率和安全性,有效减少了人力资源的消耗,是一种高效、应用广泛的新型输电线路巡检方法。
无人机巡检输电线路主要包括两个方面的内容:一是使用无人机对输电线路进行全面、高精度的巡检和监测,二是将巡检所得数据进行处理和分析,提出有效的解决方案并进行实施。
首先,在无人机巡检输电线路的过程中,需要进行高精度的巡检和监测。
无人机通过高空拍摄电力线路,可以完整、准确地记录下线路存在的问题和隐患,并能够及时发现和报告问题。
此外,无人机还可以搭载多种遥感设备和传感器,如红外线传感器、激光测距仪、高清相机等,可以对线路进行全面、高精度的检测和监测,包括线路状态、线路绝缘、塔杆锈蚀、杆塔错位等等。
其次,在数据处理方面,无人机巡检输电线路需要将所得到的数据进行建模和分析,提出有效的解决方案。
根据所得到的数据,可以使用3D建模技术,对线路进行模拟,进行覆盖、损坏和绝缘等问题的分析和检测,并有效地解决问题。
同时,无人机在巡检期间所采集到的数据也能被用于生成历史数据,根据这些历史数据,可以预测和预防故障和隐患的出现,避免人为误差和损失。
总之,无人机巡检输电线路技术在应用实践中具有很高的应用价值和前景,可以大大提升输电线路的巡检效率和安全性,有效预防电力线路的下降。
同时,在无人机巡检输电线路技术的应用实践中,需要充分考虑无人机的优势,合理规划巡检路线和方案,采用高精度的遥感设备和传感器,进行数据的准确获取和处理,提出符合实际情况的解决方案,有效提升其应用底稿效果,为实际生产带来巨大的经济和社会效益。
无人机输电线路巡线技术解析
摘要:着我国经济的快速发展以及特高压建设步伐的加速,我国电网建设迅猛
发展,电网的安全与否会在很大程度上对社会的稳定产生影响,而输电线路的稳
定运行能够为电网的安全提供有效保障。
同时,无人机从军事领域逐渐推广到民
用领域。
输电线路无人机巡线系统是以无人驾驶飞机技术为平台,结合了分布式
控制技术、导航及定位技术、线路探测技术、高压电磁兼容技术和软件控制等高
科技技术,真正地实现了输电线路无人机的自动巡检,提高了巡线的效率。
关键词:输电线路;无人机;巡线
1、无人机种类
目前用于电力巡线的无人飞行器平台主要集中在固定翼无人机、无人直升机
和小型旋翼机。
固定翼无人机的飞行速度比较快,达到100~200km/h,并且续
航时问长,很适合进行长距离巡线,用来巡检电力线路的总体状况,但不能悬停,且进行巡线时,只能沿线路进行单方向快速巡检。
小型旋翼机重量小、结构简单,能够定点起飞、降落和空中悬停,但其飞行速度较慢,而且续航时间极短,只能
作短距离的巡线,通常对于己确定故障段,用小型旋翼机悬停,低速、定点地进
行细节观察,同时小型旋翼机载重过小,抗风能力弱。
无人直升机能够定点起飞、降落,空中悬停,但是飞行速度不如固定翼无人机,大多数在100km/h以内,
且续航时间也较短,不适合用于长距离巡线,优势是载重较旋翼机更大,巡线时
可以搭载更多的检测设备,取得更全面的巡检效果,但是价格比小型旋翼机要高,通常用于中、短距离的巡线或者对己确定的故障段进行悬停式细节检测。
采用固
定翼无人机搭配无人旋翼机进行巡线会更加全面、精确,减少了巡线时的遗漏,
但成本较高。
电力线路巡视时,故障疑似地段要求无人机能进行低速低空飞行,
正常线路段巡视时,又要保证高速巡航,长距离普查。
2、输电线路无人机巡线应用系统
2.1无人机系统
无人机系统主要由无人机和地面站两部分组成。
无人机集成和搭载检测设备、飞控无线传输系统、图像无线传输系统、GPS导航系统、机载传感器系统。
地面
站由飞控地面站、检测系统后台两部分组成。
飞控地面站包括飞控软件和飞控无
线通信系统,负责控制飞机的飞行姿态和飞行轨迹;检测系统后台主要由检测软件、数据库和数字图像传输系统组成,负责可见光和红外热像视频的展示、图像
处理、云台控制等。
2.2巡线任务
巡线无人机至少可以执行三项任务:故障巡线(快速、精确查找到电网及其设
备的故障点)、常规巡线(代替人工常规巡线,提高巡线效率,降低巡线成本,降
低巡线人员劳动强度)、年度巡线(替代有人机执行年度计划的航空巡线)。
2.3作业项目
无人机巡视输电线路的作业项目主要有:可见光远距离摄影、红外热成像;使
用的主要设备有:可见光CCD设备、红外热成像仪。
可检测线路的主要缺陷包括:线路走廊通道障碍,金具的松脱、缺失和磨损,绝缘子劣化、自爆和积污,导线
和地线磨损、断股,导线和金具内部的损伤、导线连接点过热等。
2.4无人机巡检过程
无人机巡检过程:无人机搭载摄像头、红外成像仪或者导线损伤探测仪等任
务设备;具有自主导航定位功能的地面控制站,控制飞机自主起飞,沿线路高低
起伏飞行;数字图像传输系统实时传送巡检中的视频录像;地面检查人员根据实
时视频判断线路情况,并根据GPS定位判断位置并记录,完成一次飞行后,飞机
根据预设的飞控程序人工或自动返回降落。
3、无人机巡线的关键技术
无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。
无人机巡线技术融合了航空、电子、电力、控制、通信、图像识别等多个高尖技
术领域,要实现起来必须解决下述几项关键技术:
(1)电力线路视觉跟踪技术
无人机巡线时的导航、障碍物规避等功能的实现都依赖于对线路杆塔的视觉
跟踪技术。
这项技术虽然在实验中获得了成功,但是在实际的应用当中还不是绝
对的可靠。
无人机巡线时机体产生振动,会影响巡线图像的质量,再加上图像中
导线很细,与背景的视觉差异很小,给视觉跟踪带来了难度。
另外巡线时如果遇
到了与线路类似的直线型结构,比如铁路或者其他的电力导线,有可能会导致跟
踪错误,带来严重的后果。
(2)飞行姿态控制技术
无人机巡线时离线路较近,又常常受强风、降雨等气候因素的影响。
为了保
证无人机和线路的安全,飞行姿态的控制就显得尤其重要。
该系统利用LQG控制
器实现飞机俯仰翻转姿态的控制,利用PID控制器进行偏行控制。
系统的高鲁棒
性已经得到验证,当无人直升机空中悬停时,用绳索强行拉动机体,控制系统仍
然可以正常的工作。
(3)无线通迅技术
无线传输模块完成地面基站和无人机之间的双向数据传输。
包括无人机拍摄
的实时视频、图像,线路检测传感器数据,无人机位置状态和由地面基站发出的
各种飞行控制命令等,要求具有距离远、抗干扰能力强等特点。
(4)线路故障探测技术
a)视觉探测:也就是可见光探测。
利用无人机搭载高清相机和高清摄像机,
拍摄巡线图片和视频,实时传输到地面基站或存储下来,再由基站工作人员根据
图像和视频中线路的外观确定是否发生故障。
视觉探测能有效发现线路表面的显
性故障,例如导线的断股、异物悬挂;杆塔的变形、金具松脱;绝缘子的破损、
闪络等故障。
其精度和准确度取决于图像的质量。
b.)红外和紫外探测技术:利用无人机搭载红外热成像仪和紫外成像仪进行
巡线。
红外热成像仪能够摄取表面温度超过周围环境温度的异常温升点的红外光
谱图像,从图像上可以判断出线路、接头、线夹、绝缘子等设备是否存在故障所
导致的发热点。
紫外成像仪能够接收线路设备因放电产生的紫外讯号,并形成图
像显示在屏幕上,从图像上可以确定电晕的位置和强度。
通过紫外成像,能够有
效探测出导线外伤、绝缘子放电、污染等存在放电现象的线路故障。
c)激光雷达探测技术:激光雷达技术的主要优势在于其精确的定量测量。
由
于激光的单色性和相干性好,方向性较强,可以用激光对角度、距离、长度等度
量实行精确地检测和计量。
激光测距主要分为连续波相位式测距和脉冲式测距。
脉冲式激光测距的原理比较简单,由测距仪发射出激光信号,激光信号遇到目标
会反射回来。
光的传播速度是已知的,如果能记录下光信号的往返时间,再用光
速与往返时间的一半相乘,就得到了所测距离的长度。
激光雷达巡线技术还可以
扫描线路走廊,得到大量的高精度的激光点云数据,再配合高分辨率的航空数码
影像,可以进行线路走廊地形的三维建模。
不过由于载重的限制,现阶段在无人
机上搭载激光雷达巡线系统的还比较少。
4、结语
输电线路无人机巡线的应用,极大的提高了输电线路的巡检效率,减轻了工作人员的劳动强度,同时又大幅降低线路巡检的人、财、物成本,性价比高,具有极高的经济价值;无人机能调控制高点,所看到的情况比巡检人员更全面、更清晰,能及时发现输电线路通道的问题,提高了工作质量;在特别恶劣环境条件和紧急情况下,能够完成传统巡检工人无法完成的巡检工作,保障了人员的人身安全,提高了巡检工作的安全性。
参考文献:
[1]付昱玮,李宇明,姜洪.无人机巡线的发展与应用研究[J].黑龙江科技信息,2014(3):25-27
[2]厉秉强,王海滨等.利用无人机直升机巡检输电线路[J]山东电力技术,2015(1):1-4
[3]李钟宇,陈凤翔.无人机在输电线路中的巡检应用[J].贵州电力技术,2012(4:):83-85。