无人机巡检（共4篇）
无人机巡检 篇1
在很多情况下, 输电线路会分布在荒郊野外, 其地形地貌十分复杂, 对输电线路进行人工巡检时, 存在很大的难点。输电线路在正常运行过程中, 很容易受自然因素、人为因素的影响, 使得输电线路受到破坏, 从而对整个电力系统的稳定运行造成影响, 因此, 需及时找出输电线路故障点, 并做好故障抢修工作。将无人机技术应用在输电线路巡检中, 能极大的提高输电线路故障抢修效率, 以下就无人机巡检输电线路技术的应用进行分析。
1 无人机技术的概述
1.1 技术要素
一般情况下, 四旋翼无人机 (M4R) 和遥控直升机 (UH) 是专门用于输电线路巡检工作的, 其中M4R主要由地面站和M4R无人机两部分组成, M4R是采用4个旋翼对称分布形成的气动布局, 具有良好的悬停、起降能力, M4R可以携带无线微型高分辨率图像采集设备、无线图像传输设备等, 能采集高清晰输电线路的特定目标, 同时还能实现远程传输。UH主要由地面摄像监视与操控系统、影像采集传输设备、减振悬挂装置、遥控直升机本体等组成, UH在飞行过程中, 能采集输电线路的目标视频图像, 并通过无线图像传输设备传输到后台, 这样工作人员就能及时判断输电线路存在的故障。
1.2 功能概述
M4R无人机在巡检过程中, 会直接受到地面站的引导, 沿着输电线路飞行, 在保持与输电线路的安全距离下, 达到设备附近, M4R无人机的主要功能是自主悬停在特定的空间位置中, 确保在最合理的角度进行图像拍摄, 在对图像采集设备和被检测设备进行调整时, 工作人员可以通过调节M4R的减振云台和航向完成。UH无人机是通过人工遥控飞行到输电线路附近, 在保持与输电线路安全距离的前提下, 悬停在设备附近, 然后实施图像采集及传输。
M4R地面站的主要功能是保持与M4R无人机的遥控遥测通信, 并引导M4R无人机飞行到预定的位置。地面站还具有接收无人机传输检测图像、控制无人机云台状态、控制飞行状态等功能。
1.3 无人机在输电线路巡检中的优势及不足
(1) 无人机在输电线路巡检中的优势
无人机技术的基础是自主导航飞行技术和自主悬停技术, 具有输电线路防碰撞保护能力, 在巡视、检测输电线路、查找手段线路跳闸故障点、在灾害性天气中输电线路灾害分析等方面有很大的优势。无人机技术具有飞行控制、自主悬停两种工作模式, 同时还有自驾、手动两种模式, 其中无人机处于自主悬停状态后, 能通过地面站的高清监控录像对输电线路进行检查;在手动模式下, 无人机能按照预定的路线自主导航飞行, 并对线路进行巡检。
(2) 无人机存在的不足
无人机虽然在输电线路巡检中有很大的优势, 但也存在一定的不足之处, 如无人机的巡航时间比较短, 受无人机体积的影响, 无人机本身的电池容量也比较小, 这就对巡航时间造成很大的影响, 同时无人机的遥控范围比较小, 一般情况下, 无人机的遥控范围为1000m, 并且无人机不能自动对图像进行缺陷分析。
2 无人机技术在输电线路巡检中的应用
(1) 无人机技术中的应用
将无人机技术应用在输电线路巡检中, 具有极其良好的应用效果, 采用无人机进行高空巡检, 能实现全方位、多角度检查, 在输电线路巡检中, 能快速查找出故障点, 从而有效地减少了巡检人员的高空作业和带电作业, 这不仅减轻了巡检人员的工作强度, 还极大的减少了巡检过程中的安全隐患。在一些特殊自然条件下, 如大雪、大雨等恶劣的天气下, 输电线路的塔杆很容易出现打滑的现象, 此时如果巡检人员登杆巡检, 就很容易发生安全事故, 采用无人机代替人工进行输电线路巡检, 不仅极大的提高了巡检安全, 还有效地提高了巡检工作的工作效率, 提高了巡检质量, 提高了电力系统的运行可靠性。
(2) 无人机技术的应用前景
无人机巡检输电线路技术有十分广泛的应用, 无人机技术能快速的查找高压输电线路故障点, 并进行架空线路高空巡检作业, 极大的减少了登塔高空作业, 有效地减少了架空线路高空巡检作业。同时工作人员能通过地面航模机操作无人机, 实现高空检查, 并且还能全方位、多角度的拍摄高清晰照片, 从而帮助工作人员准确的判断输电线路的运行状态。无人机技术在区段、局部设备的故障巡检中有良好的应用效果, 而且还有成本低、维护费用低、安全性高等特点, 有极其广泛的应用前景。当输电线路处于地形复杂的环境中时, 很难人工完成巡检、故障诊断等工作, 采用无人机技术代替人工巡检, 能快速、高效地完成输电线路巡检工作, 无人机技术的应用有效地解决了以往人工巡视的自然条件局限问题。
3 总结
输电线路的运行状态对整个电力系统的持续运行有十分重要的意义, 做好输电线路巡检工作是十分重要的, 将无人机技术应用在输电线路巡检中, 能有效地提高输电线路巡检效率, 提高输电线路的可靠性, 因此, 在实际工作中, 要加大无人机巡检输电线路技术的应用, 从而确保输电线路的正常运行。
参考文献
[1]张永, 李德波, 吴翔等.无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报, 2013, 28 (08) :87-88.
[2]李柯纯, 胡筱筱.无人机在巡检输电线路的应用探讨[J].中国科技投资, 2014, (A19) :355.
无人机巡检 篇2
我国西部地区电网普遍存在海拔高特点, 特别是2011年底青藏联网工程投运, 线路全长1 038 km, 最高海拔达5 300 m。高海拔地区沿线自然环境恶劣, 存在低气压、低氧、低温、干燥、风大和强日光辐射等特点, 给线路运行检修工作构成巨大威胁。
2012年3月8日, 国家电网公司启动"高海拔地区无人机巡检适用性研究"项目。该项目依托山东电科院所属的国家电网公司电力机器人技术重点实验室, 凭借该院在无人机巡检领域多年研发积累以及青海公司和甘肃公司长期在高海拔地区运维输电线路的经验, 形成联合科研小组, 发挥各自的优势, 联合攻关。
无人机巡检 篇3
1 输电线路
当前电器设备对于人们的生产生活影响重大, 其动力系统则依靠电能进行驱动。一般情况下, 电能由发电厂进行生产, 之后经由变电站、配电站, 最终传输至用电户。其中电能从发电厂到变电站、配电站之间的传输线路, 被称之为输电线路。
2 输电线路巡检
我国人口众多地域面积辽阔, 电能则是人们在生产生活中必不可少的基础能源之一。为了保障人们在生产生活中的电力应用, 电力企业进行了大规模的电厂建立, 以及输电线路铺设。随着时间的过渡, 输电线路的数量以及规模也逐渐扩大。在此过程中, 为了保障输电线路的安全运行, 电力企业针对输电线路进行巡检工作。以期及时发现输电线路运行中存在的问题, 并进行问题的修复, 保障输电线路的安全运行。
输电线路无人机巡检。科技在不断发展的过程中, 电力企业同样也受到了科技发展带来的影响。例如关于输电线路的巡检工作, 前期由于技术方面原因, 绝大部分输电线路巡检主要通过人工进行巡检。但由于输电线路架设的地理环境问题, 人工巡检存在较大的安全隐患。随着无人机技术的诞生, 电力企业在输电线路巡检的过程中, 利用无人机进行巡检。不但极大的提高了巡检的效率, 也降低了因人工巡检出现的安全事故。
3 输电线路上方无人机巡检避障特点
当前输电线路上方无人机巡检避障工作, 整体的发展较为良好。为电力企业输电线路的稳定运行, 奠定了良好的基础。在此现状下, 笔者针对当前输电线路上方无人机巡检避障的特点, 进行简要的分析。具体的分析方向为:山区线路巡视人工巡视和飞机巡视以及飞行器巡视比较、无人机巡检中的偶发事件、人机巡检过程中自身引起的问题。
3.1 山区线路巡视人工巡视和飞机巡视以及飞行器巡视比较
输电线路山区线路, 一般情况下巡检难度较高。前期主要由人工巡视, 以及飞机巡视进行整体线路的巡视。但在具体实施的过程中, 人工巡视由于现实原因对于人员安全的保障不足。飞机巡视在进行的过程中, 整体的成本较高。而且容易产生视觉死角, 细节方面的巡检较差。
近年来飞行器巡检, 整体的效果较为良好。其整体工作落实的成本较低, 而且在实际落实的过程中, 整体的巡检效率较高[1]。多项因素综合分析, 对于电力企业的经济收益, 产生了较大的促进作用。
3.2 无人机巡检中的偶发事件
无人机技术当前的普及程度较好, 其操作技术也较为简单。因此在其运行的过程中, 除去自身影响因素外, 其他偶发因素也是影响其稳定工作的原因之一。例如人为原因、鸟兽冲突问题等。此类偶发现象, 易造成无人机设备的损坏或遗失。
3.3 无人机巡检过程中自身引起的问题
无人机当前在发展的过程中, 整体的发展较为稳定。无人机出产设备方面质量也较好, 但在部分案例中, 还是存在了一些问题。例如无人机设备在巡检过程中的电力续航问题, 无人机转轮的运行问题。此类问题的出现, 对于无人机巡视工作的落实, 也产生了较大的影响。
4 当前关于输电线路上方无人机巡检的主要避障方法
当前输电线路上方无人机巡检整体的运行较为良好, 但障碍问题也是影响无人机运行的主要原因之一。针对此类问题, 电力企业也进行了深入的研究。当前关于无人机巡检中的避障方法, 主要有以下几类:软硬件结合进行避障、传感器避障、柱状空间规避法。针对此类方法, 笔者进行简要的分析介绍。
4.1 软硬件结合进行避障
当前关于输电线路上方无人机巡视避障方法, 主要的方法之一为:软硬件结合进行避障。具体的方法为, 通过GPS定位技术, 超声波技术以及模拟软件操控进行实际巡视[2]。巡视的过程中, 无人机内置GPS模块, 通过对线路整体的定位, 以及超声波技术的反馈数据。针对路线中的障碍物进行规避, 以此完成对输电线路的巡视。
4.2 多传感器避障
多传感器避障方法为当前输电线路上方无人机巡检避障中, 主要的应用方法之一。多传感器避障方法, 在应用的过程中。针对输电线路安装一定的传感设备, 之后通过内置GPS定位模块, 以及视频探头。确定实际巡视过程中的障碍物位置, 以此达到规避的目的。
4.3 柱状空间规避法
柱状空间规避, 类似于地图软件配合无人机运行的方式。具体实施的过程中, 首先将所巡检区域范围内的地图数据进行上传, 上传至无人机后。中控台以及无人机之间进行数据互动, 最终通过内置的数据地图, 比对实际GPS的反馈数据。两项数据在中控台系统进行比对, 之后将比对数据发送至无人机系统[3]。无人机系统比对发送数据, 最终运行其巡视线路。最终达到规避障碍物的目的, 其中GPS模块—障碍物—中控台—无人机—输电线路, 五方之间数据形成的数据模拟图, 称之为柱状空间规避法。
5 结语
当前输电线路上方无人机巡检避障方法, 整体的发展较为良好, 为电力企业的稳定供电奠定了良好的基础。当前无人机巡视过程中主要的优缺点为:山区线路巡视人工巡视和飞机巡视和飞行器巡视比较、无人机巡检中的偶发事件、人机巡检过程中自身引起的问题。其中关于实际应用中的避障方法有:软硬件结合进行避障、传感器避障、柱状空间规避法。
参考文献
[1]邓荣军, 王斌, 熊典, 等.基于遗传算法的输电线路无人机巡检路径规划[J].计算机测量与控制, 2015, 23 (4) :1299-1301.
[2]王锐, 王柯, 徐晓刚, 等.输电线路无人机巡检地面测控站及运输保障系统设计[J].广东电力, 2014 (2) :87-92.
无人机巡检 篇4
“UAV”就是通常所说的无人驾驶飞机, 简称无人机。按空机质量可分为中型无人直升机和小型无人直升机。中型无人直升机指空机质量达到大于7kg且不大于116kg的无人直升机, 中型无人直升机适用于数据链范围内架空输电线路的巡检作业;小型无人直升机指空机质量小于7kg的无人直升人机, 一般指电动多旋翼无人机。小型无人直升机通常适用于视距内范围架空输电线路正常巡检、故障巡检和特殊巡检等。
1 无人机在丘陵地区的应用
1.1 无人机在正常巡视中的优势
丘陵地区输电线路所经的地形起伏比较大, 存在一些比较大的档距, 如一座山丘就只有一基杆塔, 用传统人工途步对其正常巡视, 爬不了几座山头人工体能就明显的下降, 难以支撑。遇到偏远无人区, 且车辆无法直接到达的杆塔段, 直线距离只有3公里, 用人工沿着崎岖小道步行需3小时方可抵达第一基杆塔, 待完成巡视任务返回到车辆上, 共需耗时7个多小时。采用人工巡视是既费时又耗力, 工作效率极其低下。若采用无人机进行巡视, 1小时内就可完成巡视工作。无人机又可升空或旋停空中, 对输电线路导地线、绝缘子、金具、杆塔、基础、附属设施、线路通道等进行抵近地多方位巡检。再在无人机上挂载一些有关的设备, 可同步完成对输电线路带电检测及拍照或视频摄像等, 更好的提升巡视效果。
1.2 无人机在输电线路故障中的优势。
当线路上发生故障时, 无人机可根据输电线路故障测距范围, 选择适用机型, 合理规划航线并开展故障点查找。查找时应先在测距区段内检查设备和线路通道异常情况;若未发现故障点, 再扩大巡检范围, 直至查找到故障位置。并且对故障情况进行多方位、多角度的拍照或摄像。与人工相比能在较短时间内发现线路具体故障位置并能更快更准确的确定故障原因。
1.3 无人机在输电线路防灾减灾中的优势
防山火巡检、施工外力破坏巡检、爆雨山洪后山体溜坡巡检、线路覆冰后巡检等。当输电线路通道上发生山火时, 按原来的人工现场管控, 一组人员只能管控一个火点。遇上山火面积较大时, 现场人工管控距离山火较近, 这就威胁着现场管控人员的人身安全。若采用无人机方式, 人员可在山火较远处操控无人机, 在空中对火场进行立体的监视, 并将现场画面即时传回管理系统。管理人员针对现场的火情, 采取措施, 确保电网线路的安全。再如爆雨山洪后山体塌方溜坡时对线路的特殊巡检, 这时期一线人员对输电线路进行巡视是很危险的。不但无法到现场巡视, 无法知道现场的受灾情况, 还容易在地质灾害中造成巡视人员伤亡。这时无人机就能派上大用场了, 不但能对现场进行灾后空中特殊巡视, 还能通过机上挂载的设备将现场受灾图像及时传送到抢险救灾指挥部。使指挥部在第一时间掌握现场受灾情况, 并根据受灾图像进行分析, 及时制订出抢险救灾方案和抢修技术措施。切实做到在大灾中把损失降到最低, 同时还保证电网供电的可靠性。切实做到在大灾中保人身安全、保电网安全、保设备安全。
1.4 无人机的红外线检测技术
现阶段所使用的红外线设备中, 没有一种设备有变焦功能, 其测量也是有距离范围的, 那么现在红外线设备没有办法对这种远距离的线路进行检测。在这种情况下, 就可以使用无人机技术, 让无人机机载红外线, 飞抵线路位置, 对其近距离的红外线巡检, 避免了故障的发生, 提高了整体的工作效率。
2 丘陵山区线路对无人机巡检的影响
2.1 地形环境
丘陵地区输电设备通常都是建在丘陵之上, 虽然不是崇山峻岭那么高, 但车辆基本上到达不了目的地, 再加上有丘陵遮蔽, 那么对控制信号的影响是非常大的, 基本不能进行远程对无人机的控制, 因此使用无人机对电网线路进行巡视就很难完成。
2.2 微气象区
丘陵地区天气变化情况很复杂, 其变化范围也非常大, 因此使用无人机进行电网线路巡检过程中, 通常一条线路要经过很多复杂的天气, 比如在检查这段线路中是多雾区域, 而下一段则是地形升高区, 或者是峡谷风道区域, 在这些比较特殊的地段中, 其会遇到大风、低温和大雨, 环境非常复杂, 如果没有针对性的对这些问题进行分析和研究, 那么无人机在进行巡检过程中, 就有可能发生故障和坠机的情况, 也就是让无人机进行多段线路巡检是不能完成的。
2.3 气温
丘陵地区的温度比平原气温基本要低一些, 经过长时间的检测发现, 在4摄氏度以下, 无人机使用的里锂电磁池, 其电解液就会变得黏稠, 严重时候还会发生凝固问题, 那么锂电池中的盐活动不会自由, 会受到很大的限制, 因此其放电能力就会下降, 长时间在低温状态下工作, 其放电和充电都会受到影响。
2.4 电池容量
当前无人机的电池容量都较小, 造成无人机滞空时间较短, 使无人机巡检的效率大打折扣, 难以顺利完成丘陵地区的巡检工作。
3 注意的事项
(1) 在无人机使用操作培训工作中, 人员熟练掌握技术显得非常重要, 在培训后要考核通过, 持证上岗。
(2) 在使用无人机巡检之前, 要对巡检线路的实际环境进行勘察, 航线规划应避开军事禁区、军事管理区、空中危险区和空中限制区, 远离人口稠密区、重要建筑和设施、通讯阻隔区、无线电干扰区、大风或切变风多发区, 尽量避免跨越高速公路和铁路飞行。
(3) 现场是否有电磁信号, 或者是否存在电磁环境影响对无人机的控制等。同时还要观察上空是否有障碍物, 对飞行的线路产生威胁, 避免发生坠机危险的可能。只有在飞行之前, 制定出合理的无人机巡检方案。
4 总结