试析无人机在输电线路运维检修中的应用

来源 :科学导报·科学工程与电力 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanxi581018
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  【摘 要】在现代社会快速发展过程中,也相应带动了科技的发展。通过应用科技产品能够为各行业领域提供技术支撑。对于电力行业来说,电力线路的覆盖面比较广,且地形环境复杂度高,电力巡检部门需要定期进行线路巡检,危险性比较高。随着无人机技术的发展,多数地区开始应用无人机技术巡检电力线路,以此发现线路存在的安全隐患。本次研究主要是探讨分析无人机在输电线路运维检修中的应用,希望能够对相关人员起到参考性价值。
  【关键词】无人机;输电线路;运维检修
  随着无人机航测技术的快速发展,已经被广泛应用到各行业领域中,并且取得显著成效,充分展现出该项技术的优势作用。无人机航测在测绘期间选择性比较多,对于起始点要求不高,且不需要专业的起飞跑道。在我国经济快速发展过程中,电力系统的发展速度与规模也在持续扩大。电力系统中输电线路属于重要组成部分,主要是向社会企业和个人输送电能,维护线路运行安全性与稳定性。无人机参与到电力线路巡检活动中,能够明显提升巡检工作的安全性和便捷性,目前已被广泛应用到线路巡检工作中。通过分析和整理无人机所采集的信息图像,能够及时发现线路中所存在的安全故障隐患,且低空摄影技术、图像显示方式可以有效避免传统线路巡检的弊端,在整个电力行业发展中具有重要作用。
  1、基于虚拟现实的无人机技术
  通过应用虚拟现实技术,可以建立一个全新的虚拟世界。通过计算机技术,联合现代化摄影技术,有助于建立三维环境,以此呈现出逼真的视觉感受。有效融合虚拟现实技术和无人机技术,已经成为各行业领域的重要技术支撑。全景影像利用无人机、卫星和地面观察者的全过程,在开展电力线路巡检时,只需要与设备连接在一起,使用VR眼镜即可。
  在电网线路巡检中,应用基于虚拟现实的无人机能够具备较高安全性,只需要操作无人机就能够完成整个线路的巡检操作。传统所应用的无人机容易出现撞毁问题,然而联合无人机技术能够有效处理该项问题。通过立体化的感官、面对面的距离,能够准确判断具体位置,在应用无人机开展线路巡检时,可以借助于卫星系统,检查和监控设备运行情况。无人机在最短时间内发现设备缺陷和故障问题,应用效率明显比卫星高,能够降低人力成本,还能够尽快处理和消除故障问题。相关人员通过手柄就能够操作无人机。在后期处理技术支撑下,无人机可以不再依赖于手柄,可以借助虚拟现实设备,由操作人员的头部动作,对无人机飞行进行控制。
  2、图像处理技术
  在巡视和检查电力线路过程中,多种因素都会影响工作进展,相应增加线路检修维护难度。对于光学系统来说,远轴区域存在像素差问题,会对采集图像质量造成极大影响,从而降低设备及其部件的检修成功率。由于无人机需要借助传感器反射,容易造成遥感图像失真,严重影响了图像判断、分析。无人机飞行期间,容易受到动作姿态、机械振动影响,当运行轨迹模式时,還会对无人机巡检工作造成较大影响。此外,由于输电线路周边环境与镜像不断变化,这样就会对输电线路及部件图像背景造成影响,使工作人员无法清晰辨认图像内容。
  电力巡视检查期间,工作人员需要处理图像,多采用预处理方式。对于电力巡检的干扰因素,则应当对采集图像质量进行处理,对图像的明暗度进行调整。此外,在图像处理过程中,还应当注重颜色空间调整、曲线调整以及线性调整,这样能够使图像中阴暗区域差异变大。对于能见度比较低的天气,例如阴雨天气和雾霾天气,图像处理能够消除天气影响因素,以免图像失真。由于无人机飞行期间会受到承重限制,且摄像机分辨率低下,极易影响图像分辨率。现阶段,在电力巡检期间所应用的技术方法有限,对于大场景拍摄采集来说,会降低图像的分辨率,因此需要拼接所拍摄的图像。
  由于无人机在电力巡检期间,所面临的环境都比较复杂。为了满足实际巡检要求,需要合理应用轮廓形态、模型特征以及频域图像方式,以此提升图像质量与分辨率。需要注意的是,不能直接将像素从图像中导出,也不能应用图像像素值作为数据参考,以免对最终结果判断造成影响。
  3、无人机应用原则
  3.1选型原则
  现阶段,无人机已经多数应用在航空影像拍摄中。然而在赋予无人机电力线路检修任务后,从本质上改变了无人机的性质和功能。在电力线路中,无人机的续航时间和抗风能力都比较强,确保可以搭载光学任务系统吊舱。
  当前所应用的无人机能够自主升降,在内控飞行期间可以实现升降功能,不依赖人力完成操作,在飞行期间能够降低外部操作所致风险性。通过分析以上因素能够看出,将无人机应用到电力线路检修工作中,可以按照不同地形、气候以及巡检要求,合理选择无人机类型。
  3.2无人机模式应用
  在电力线路巡检工作中,在应用无人机设备时,必须选择良好的飞行方式,防止无人机在恶劣天气下坠毁。在使用无人机开展电力线路巡检工作时,必须确保机身与无人机保持固定距离,在无人机下方设置光学任务吊舱系统,这样能够加强线路巡视质量,还可以避免遭受电磁干扰。在无人机飞行期间,为了扩大飞行空间,可以将其飞行轨迹设计在线路斜上方,通过光学吊舱,可以将无人机的扫描视觉进行扩大处理,并且能够实现单方向巡视。在高压电力线路巡视中,无人机设备为了完成巡检任务,应当在线路两侧往返飞行。
  在应用无人机开展电力巡检工作时,采用通信链路系统能够确保无人机的运行质量。当无人机靠近地面测控车时,且无障碍物遮挡,采用直通模式的通信链路,无人机、地面测控车能够直接实现信息传输和通信。然而由于多数电力线路都架设在山区,且存在较多障碍物,会严重干扰无人机的信号传输。此时就需要确保无人机在超距离情况下运行,通信链路系统所应用的通信方式即为空中中继模式。此种模式是在线路杆塔上安装中继设,通信运行的成本低。但是会加大工作模式复杂程度。工作人员在特殊地形下开展巡检任务时,必须对地面中继点进行规划。在设备安装期间,地区环境因素也会影响设备运行状态。
  此外,电路巡视工作中,相关人员还应当考虑到不同要求,优化组合不同类型的无人机和设备,开展全新的巡检模式。中型无人机联合中继模式,能够避免无人机无法直接与地面测控车通信问题,当无人机与地面测控车的距离大于直视距离时,无人机所采集信号图像的传输,则需要通过无线技术实现,将信号发送至塔架中继终端,之后将信息数据传输给地面测控车,地面测控车所发出的指令,主要是由中继终端所接收,之后利用中继终端转发给无人机。
  4、结束语
  综上所述,当电力线路运行发生故障时,就会使线路范围内发生停电事故,还会严重影响社会生产生活的秩序。所以,电力系统安全与稳定运行状态,与电力线路存在的安全隐患有很大关系。当前,我国电力线路巡检工作中开始广泛应用无人机电力巡检技术,因此相关部门应当大力推广无人机在电力线路巡检中的应用,以此维护电力系统的安全稳定运行效益。
  参考文献:
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  (作者单位:云南电网有限责任公司昭通供电局输电管理所)
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