無(wú)人機(jī)檢查技術(shù)與傳統(tǒng)人工檢查方法相結(jié)合

來(lái)源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2022-08-18 23:52:06

一，引言

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)設(shè)備技術(shù)已應(yīng)用于城市軌道交通、油田化工、建筑設(shè)計(jì)等行業(yè)，在供電服務(wù)行業(yè)，特別是架空傳輸線路中，也開始引進(jìn)大量無(wú)人機(jī)技術(shù)設(shè)備檢查技能。自2001年以來(lái)，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)一直在努力探索"直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、人工檢查"到2016年，無(wú)人機(jī)飛行檢查已全面普及和應(yīng)用。無(wú)人機(jī)空中檢查徹底改變了我國(guó)傳統(tǒng)架空輸電線路運(yùn)維效率低下、管理人員技術(shù)匱乏的現(xiàn)狀，使檢查工作更加快捷，大大降低了工作人員的生活成本，為供電基礎(chǔ)建設(shè)增添了新的活力。

二、無(wú)人機(jī)在架空輸電線路中的應(yīng)用概述

(一)架空輸電線路概述

在電力設(shè)備中，包括地下光纜線路和架空輸電線纜，架空輸電線纜采用架空絕緣線體和架空絕緣線架放在地面上的電力管道。與傳統(tǒng)地下水運(yùn)輸電纜相比，架空傳輸線路具有施工周期短、施工成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)成了城市電力運(yùn)輸?shù)闹匾娏\(yùn)輸形式。并定期對(duì)架空輸電線路進(jìn)行維護(hù)檢查，有效避免線路故障，盡量減少相關(guān)事件的發(fā)生，確保系統(tǒng)正常順利工作。架空輸電線路的后期維護(hù)，特別是在檢查過(guò)程中，受地形等因素的影響，難以進(jìn)行檢查管理。面對(duì)巨大的線路檢查工作，南京供電公司輸電部結(jié)構(gòu)性缺人現(xiàn)象十分嚴(yán)重，人員缺口巨大。同時(shí)，由于日常人工檢查管理和服務(wù)質(zhì)量，嚴(yán)重依賴于日常檢查人員的高度責(zé)任感，日常檢查管理的到位率無(wú)法提高。為解決檢查人數(shù)不足、檢查到位率降低的技術(shù)問(wèn)題，南京供電公司輸電室自2014年起對(duì)無(wú)人機(jī)立體檢查進(jìn)行了了無(wú)人機(jī)立體檢查。無(wú)人機(jī)檢查技術(shù)與傳統(tǒng)人工檢查方法相結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)人工檢查的技術(shù)問(wèn)題，為輸電線路立體檢查提出了更有效的手段。無(wú)人機(jī)可以解決交通道路不便，在森林、丘陵、河網(wǎng)、污穢地區(qū)、超高桿塔等地區(qū)輸電線路經(jīng)常出現(xiàn)盲區(qū)和技術(shù)問(wèn)題，也可以發(fā)現(xiàn)人工地面檢查人員找不到技術(shù)問(wèn)題，幫助提高檢查質(zhì)量和效果，降低輸電線路運(yùn)行維護(hù)成本，保護(hù)地面檢查人員的生命安全。此外，無(wú)人機(jī)還可以快速到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)，第一時(shí)間感知現(xiàn)場(chǎng)故障情況，準(zhǔn)確定位故障現(xiàn)場(chǎng)，為事故搶修和重大保電工作提供科技保障。

(二)無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)設(shè)備是指在飛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不需要駕駛員在機(jī)艙內(nèi)完成駕駛?cè)蝿?wù)的飛機(jī)，主要采用遙控或自動(dòng)駕駛技術(shù)完成相應(yīng)任務(wù)，一般包括遙控直升機(jī)設(shè)備和四旋翼以上無(wú)人機(jī)飛行設(shè)備，通常用于交通巡邏無(wú)人機(jī)設(shè)備，主要指小型無(wú)人直升機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上海國(guó)家電網(wǎng)架空線路的綜合檢查任務(wù)，無(wú)人機(jī)采用了配備高速像素模塊、紅紫外圖像傳感器模塊、特高頻傳感器等綜合檢查模塊技術(shù)特點(diǎn)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)架空輸電線路化。

3、架空輸電線路檢查中無(wú)人機(jī)分析

(1)無(wú)人機(jī)綜合巡檢平臺(tái)建設(shè)

為打造無(wú)人機(jī)綜合巡檢平臺(tái)，需要對(duì)架空輸電線路巡檢中使用的直升機(jī)進(jìn)行選型。在上海嘉定某電力公司的線路檢查中，改變了以往使用軸距超過(guò)600米的大中型直升機(jī)，采用質(zhì)量在1公斤以下的輕型無(wú)人機(jī)，在技術(shù)靈巧的同時(shí)滿足了上海架空輸電管道復(fù)雜、周邊空域狹窄的要求，以靈活多樣的檢查方式保證了檢查任務(wù)的順利完成。無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)包括無(wú)人機(jī)外殼、無(wú)人機(jī)懸臂架構(gòu)和無(wú)人機(jī)云平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。無(wú)人值守飛機(jī)外殼的設(shè)計(jì)要求無(wú)人值守飛機(jī)適應(yīng)復(fù)雜多變的氣候環(huán)境和天氣環(huán)境下的正常駕駛和工作，并采用更好的流線型設(shè)計(jì)，降低飛機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的摩擦阻力，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗，保證飛機(jī)續(xù)航時(shí)間的滿足。電動(dòng)多旋翼大型直升機(jī)采用傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)懸臂設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)速度和空氣力量，同時(shí)將更快的鎖定方法融入傳統(tǒng)的懸臂架構(gòu)設(shè)計(jì)中，解決了傳統(tǒng)的懸臂高空抖動(dòng)問(wèn)題，改善了折疊結(jié)構(gòu)，解決了飛機(jī)折疊時(shí)容易卡住的問(wèn)題。無(wú)人機(jī)云平臺(tái)一般作為放置和定位相機(jī)等任務(wù)負(fù)荷的基本設(shè)備，需要進(jìn)一步研究如何實(shí)現(xiàn)任務(wù)負(fù)荷，使用云平臺(tái)有效地將這些設(shè)備載入無(wú)人機(jī)，使無(wú)人機(jī)更小、模塊化、輕。在電動(dòng)多旋翼無(wú)人駕駛飛機(jī)的設(shè)計(jì)中，設(shè)置了三軸穩(wěn)定平臺(tái)，確保無(wú)人駕駛飛機(jī)在進(jìn)行低空飛行等日常時(shí)能夠拍攝高清視頻圖像

,插拔連接也使得安裝操作方便。

(二)無(wú)人機(jī)檢查設(shè)備

對(duì)于架空輸電線路的檢查等實(shí)際任務(wù)，還配備了無(wú)人機(jī)裝載設(shè)備，確保檢查任務(wù)的順利完成。

（1）高速圖像成像模塊。在無(wú)人機(jī)設(shè)備中，高速圖像模塊的主要目標(biāo)是立即記錄傳統(tǒng)飛機(jī)上高速移動(dòng)形成的高清視頻，并在高速圖像模塊中增加了電子穩(wěn)定圖像技術(shù)、場(chǎng)景確認(rèn)和目標(biāo)跟蹤技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)惡劣天氣下高清圖像的結(jié)果。在高速圖像系統(tǒng)模塊中，通過(guò)增加繪畫與文本信息相結(jié)合的功能，可以有效地提高系統(tǒng)檢測(cè)能力，簡(jiǎn)化視頻監(jiān)控和管理。

（2）紅外線、紫外線圖像傳感器模塊。無(wú)人機(jī)通常配備紅外熱圖像探測(cè)器，可使用紅外探測(cè)器和熱光學(xué)成像鏡，直接獲取遠(yuǎn)紅外熱圖像，監(jiān)測(cè)輸電線路加熱點(diǎn)現(xiàn)象，同時(shí)可將加熱圖像發(fā)送到一次或多個(gè)安全監(jiān)控器，檢測(cè)架空輸電線路在正常檢查管理中的異常和過(guò)熱現(xiàn)象，提高故障隱患檢測(cè)的準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)紫外線成像儀必須具有較大的靈敏度，可在不同地形條件下靈活使用，準(zhǔn)確收集光分離技術(shù)信號(hào)。同時(shí)，在選擇紫外線傳感器模塊時(shí)，必須充分考慮生產(chǎn)成本和開發(fā)周期條件。

（3）三維激光掃描模塊。在架空輸電線路檢查中，三維激光掃描模塊可以對(duì)塔表面進(jìn)行全面的三維掃描，判斷影響其精度的經(jīng)緯度和高度，最終產(chǎn)生全方位的三維圖像，為架空輸電線路的檢查和障礙物排除提供了可靠的基礎(chǔ)。