高壓輸電線路智能巡檢新技術(shù)

劉招帥

摘要：高壓輸電線路作為國家電力系統(tǒng)的重要組成部分，是維護(hù)國家基礎(chǔ)設(shè)施以及居民工作和生活正常進(jìn)行的保障當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變革，在高壓輸電線路巡檢中也實(shí)現(xiàn)了新技術(shù)的應(yīng)用，逐漸實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的人工巡檢方式到智能巡檢方式的轉(zhuǎn)變，主要包括無人機(jī)巡檢、機(jī)器人巡檢、在線監(jiān)測等為推動(dòng)高壓輸電線路智能巡檢做出了重要貢獻(xiàn)。基于此，本文主要探討這些新的巡檢技術(shù)，以期推動(dòng)智能巡檢的新的變革。

關(guān)鍵詞：高壓輸電線路;智能巡檢;新技術(shù)

電力在能源中是最清潔且最便宜的能源，電力對(duì)現(xiàn)代人類社會(huì)的發(fā)展有著重要作用，由此也可以說電力是一個(gè)國家發(fā)展的重要支柱，要想實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的繁榮復(fù)興離不開電力資源的有效支撐。因此我國的電力管理部門非常重視高壓電路輸出的檢查工作，以保證我國電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在以往的電力巡查工作中都是通過大量的人力工作人員進(jìn)行巡查工作。這樣的處理方式既耗時(shí)又耗力。隨著現(xiàn)代智能技術(shù)的發(fā)展，電力管理部門在針對(duì)高壓電輸出線路巡查時(shí)引入了現(xiàn)代智能技術(shù)進(jìn)行巡查作業(yè)。

但是智能巡查技術(shù)在我國的運(yùn)行中還缺乏一定的成熟性，還不能進(jìn)行大規(guī)模的使用，現(xiàn)今進(jìn)行巡查作業(yè)絕大多數(shù)地區(qū)都還是采用人工巡查的方式進(jìn)行檢查處理，但是面臨一些特殊區(qū)域采用人工處理方式便存在一定的局限性，這時(shí)的線路巡查工作便需要利用現(xiàn)代智能技術(shù)。高壓輸電線路巡查工作人工巡查的方式逐漸被淘汰的主要原因在于，人工巡查在巡查期限中往往需要較長的時(shí)間，同時(shí)在作業(yè)時(shí)還有一定危險(xiǎn)性，除此之外還容易受到外在環(huán)境的影響。

比如說在一些特殊區(qū)域采用人工巡查的方式，在完成作業(yè)時(shí)具有一定的困難性，例如高壓線路在深山、沙漠和沼澤這樣的地形環(huán)境中，人工巡查在面臨這樣的環(huán)境不能保證整體的工作質(zhì)量。因此面對(duì)這一些現(xiàn)狀非常急切的需要發(fā)展現(xiàn)代智能技術(shù)來代替人工的巡查工作。隨著現(xiàn)代智能技術(shù)的深入發(fā)展，我國電力部門在巡查工作中的運(yùn)用往往是選用無人機(jī)巡檢機(jī)器人巡檢、在線監(jiān)測這3種常見的智能技術(shù)。本文也主要針對(duì)這3項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)占與缺占講行研究分析。

1無人機(jī)巡檢

無人機(jī)因具備小巧靈便、容易操控、飛行速度快、適應(yīng)性強(qiáng)成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢，受到該領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，無人機(jī)巡檢成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人工巡檢的成本。

2018年3月在220千伏線路現(xiàn)場，某供電局無人機(jī)團(tuán)隊(duì)所屬的幾架無人機(jī)在巡檢輸電線路，按照設(shè)定好的路徑對(duì)線路進(jìn)行自動(dòng)巡檢，并處理機(jī)體的起飛升降以及轉(zhuǎn)變方向。與以往不同，巡線人員的雙手并沒有拿著操控?zé)o人機(jī)的遙控器，只需專心查看無人機(jī)實(shí)時(shí)拍攝回傳的巡線影像即可，完成一基雙回路桿塔的巡檢僅需5分鐘。無人機(jī)自動(dòng)巡檢日工作效率較傳統(tǒng)人工操控?zé)o人機(jī)提高35%-45%，而在山地地區(qū)，則可以提高約85%，日平均巡檢效率可提高70%。目前，該局無人機(jī)累計(jì)作業(yè)4920個(gè)架次，飛行時(shí)間46700分鐘，累計(jì)飛行里程6670公里，查找缺陷37外排查隱患140外穿成12950基桿塔的巡視工作。

2018年5月，某供電公司的輸電運(yùn)檢室無人機(jī)操作手，操作一架四旋翼無人機(jī)騰空而起，完成了對(duì)220 千伏同塔雙回線路進(jìn)行巡視復(fù)檢，仔細(xì)排查隱患并拍照記錄。據(jù)悉，目前這種人機(jī)協(xié)同的巡檢模式正在該供電公司輸電運(yùn)檢室廣泛推廣，原先人工巡視只能用望遠(yuǎn)鏡觀察和設(shè)備檢測確定線路的運(yùn)行狀況，且存在一定的盲區(qū)。無人機(jī)的推廣使用，能近距離拍攝，并實(shí)時(shí)傳輸影像數(shù)據(jù)，精確顯示設(shè)備存在的缺陷隱患，真正做到巡視無死角、無盲區(qū)。

由此可見，無人機(jī)在電力巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)架空線路設(shè)備的精細(xì)化巡視，改變巡檢人員單純依靠人力的傳統(tǒng)巡檢方式極大提高線路巡檢的效率，降低了電力作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，大大降低了人力成本，可以推動(dòng)電力線路智能巡檢的發(fā)展。

2機(jī)器人巡檢

機(jī)器人巡檢是在電力巡檢過程中的新的巡檢方式，相對(duì)于無人機(jī)巡檢來說，機(jī)器人巡檢雖然在效率方面不夠高，在傳輸數(shù)據(jù)和影像的過程雖然較為緩慢，但是其不受自然環(huán)墻的影響。由于無人機(jī)在應(yīng)用的過程中很容易受到自然環(huán)境的影響，當(dāng)遇到惡劣的天氣環(huán)境，比如大霧或者大雨等，就無法進(jìn)行工作，或者存在傳輸過程中的問題，但是利用機(jī)器人進(jìn)行巡檢就可以規(guī)避這一問題，借助機(jī)器人，可以在巡檢的時(shí)候不受自然環(huán)境的影響，可以定時(shí)定點(diǎn)地進(jìn)行巡檢。同時(shí)機(jī)器人在應(yīng)用的過程中配合一些新型的技術(shù)手段還可以擴(kuò)大巡檢的范圍，提高巡檢的力度。當(dāng)前，由于機(jī)器人的這些優(yōu)勢已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用于電力巡檢的過程中。

機(jī)器人在實(shí)際作業(yè)的過程中，會(huì)根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際要求，利用自身的功能滿足施工的需求。機(jī)器人在作業(yè)中的主要功能包括自主定位、特殊巡視、進(jìn)行電路狀態(tài)的分析以及預(yù)警提示等等。它在工作中可以不受到電路危險(xiǎn)的影響，自如的在電線上行走，跨越對(duì)于人工來說較為危險(xiǎn)的障礙。機(jī)器人主要通過本身攜帶的攝像機(jī)或者是紅外測試儀進(jìn)行圖片或者影像的傳輸，將采集到的這些信息傳遞回地面的工作站工作站的人員通過機(jī)器人收集到的這些信息判斷相關(guān)的電路情況，為工作人員的分析提供方便。同時(shí)，輸電線路巡檢機(jī)器人能夠接受地面基站的遙控操作，這樣就可以避免機(jī)器人本身以外情況的發(fā)生，增加機(jī)器人工作的可靠性。

2.1自主定位

機(jī)器人的自主定位原理是通過間接實(shí)現(xiàn)的，其本身并不具備自主定位的功能。其在巡檢的過程中會(huì)依據(jù)云臺(tái)設(shè)備進(jìn)行工作，但是并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位。定位功能主要是通過在其運(yùn)行的程序中輸入了編碼器和傳感器等信息，然后利用算法對(duì)桿塔的位置信息計(jì)算，轉(zhuǎn)換信息后通過指令發(fā)送到云臺(tái)中，這樣就可以獲得機(jī)器人巡檢的更多信息，實(shí)現(xiàn)定位以及自助巡檢的功能。

2.2自主越障

機(jī)器人在輸電線路中的工作主要分為兩部分，分別為桿塔越障和直線段。由于機(jī)器人在工作的過程中尤其是在爬坡過程中的會(huì)遇到相關(guān)的工作障礙，其越過這一障礙的關(guān)鍵是利用其本身的滾動(dòng)打滑的檢測和控制，然后對(duì)外界的環(huán)境進(jìn)行感知，以此在系統(tǒng)中形成不同的爬坡策略，然后尋找可以跨越的方法順利爬坡。在機(jī)器人的整個(gè)運(yùn)行過程中，跨越障礙是一項(xiàng)較為重要工作，因?yàn)槠湓诠ぷ髦性降降恼系K是不同的，面對(duì)不同的障礙，其需要選擇不同的越障方法才能完成工作。雖然這些都通過機(jī)器人本身的自主運(yùn)行就可以，但是仍舊需要工作人員把握其運(yùn)行狀態(tài)。并且，這也需要機(jī)器人在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，安裝具有同樣程序工作的機(jī)器人，這樣既方便工作人員的操控，也降低了機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的難度。

3在線監(jiān)測智能技術(shù)

由于現(xiàn)代工業(yè)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)也快速增長，想要實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都需要對(duì)以往的工業(yè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)自身飛躍性的發(fā)展，從而從中獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。也正是這一理念推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)發(fā)展的快速進(jìn)步，在我國的電力系統(tǒng)的管理中也不例外。從我國電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布來看具有廣大等特點(diǎn)，在進(jìn)行高壓輸出線路巡查時(shí)還容易受到不同的地形環(huán)境的影響。因此在輸電線路巡查工作中除了通過上述兩項(xiàng)智能技術(shù)進(jìn)行巡查時(shí)，還可以依靠在線監(jiān)測技術(shù)對(duì)整個(gè)線路的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，這樣才能保證我國電力系統(tǒng)的安全性。

4結(jié)束語

基于當(dāng)前智能電網(wǎng)與“三集五大”背景，本文對(duì)無人機(jī)巡檢機(jī)器人巡檢、在線監(jiān)測的組成、功能及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。通過研究表明這些高壓輸電線路智能巡檢新技術(shù)能大幅度提高巡線效率，進(jìn)一步保障輸電運(yùn)行安全。

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