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科技论文

无人机在输电线路建设中的应用优势

时间:2023-10-11 22:59 所属分类:科技论文 点击次数:

近年来,全球大力推进全球能源互联网相关工作和超高压电网建设,年投资改造和新建输电线路数量非常大。在这些基础设施项目中,利用无人机完成相关工作的发展空间和优势非常明显。
 
1.航测技术
 
1.1协助线路设计
 
现代社会,电网工程建设速度非常快,小规模、短路径、工期要求紧张的项目越来越多。规划工期时,应收集相关地形和地理测量数据。但在大多数情况下,由于地理环境的限制,当工作人员的观察环境有非常复杂的地形时,视线很容易被山上的树木挡住,导致很难获得整体画面,这个问题可以通过无人机航空摄影技术在高空俯瞰来解决。无人机航空摄影系统可利用卫星导航技术和通信技术进行低空航空摄影飞行,收集地面图像数据,规划区域走廊通道,有效弥补现场视野有限的问题。该技术的优点表现在机动性强、成本低、基本不受外部环境影响、分辨率高、工作周期短等方面。可收集通道俯视图和线路走向图,有效协调各项目关系[2]。
 
1.2电网应急救灾
 
由于自然灾害或事故灾害直接造成的经济损失高达2000亿元,我国灾害发生率相对较高。如何在第一时间正确应对突发灾害,如何消除洪水、地震等自然灾害造成的重大危险,确保电网供电的安全性和可靠性,是电网公司一直非常关注和大力研究的问题。目前,电力企业已经建立了应急救援智慧中心,但救援手段还不够完善。自然灾害和重大安全事故发生后,第一次使用无人机进入现场进行调查是目前非常有效的应急措施。目前无人机主要有旋翼机和固定翼机两种类型。旋翼机可悬挂在空中,便于起降。固定翼机的优点是航程常、速度快、环境适应性强[3]。这两种无人机都非常灵活方便,反应速度快,视野开阔。在救援突发灾害中使用无人机,可以及时将灾害现场的实时图像传回应急中心,方便救灾指挥部评估电力线路损坏程度,做出决策,调动相关设备。现场快速救援也得到了准确的数据支持,后续也可以根据这些数据对电网进行恢复重建。以传统输电线路为例,自然灾害后经常严重损坏。灾后,无人机可用于电力系统的特殊检查,可快速传输灾区输电线路图像数据,准确定位线路损坏位置,为抢修队伍快速完成抢修提供有价值的参考[4]。
 
1.3地形图测绘
 
机载设备有很多种,所以无人机在不同的方向有不同的用途。地形图测绘是利用机载遥感设备获取信息。常见的设备类型包括红外扫描仪和高分辨率数码相机。然后在计算机上根据一定的精度处理图像,制作出符合要求的图像,确保地理和资源等综合信息能够通过图像获取。在电网工程建设中,获取三维地理信息的主要途径是无人机激光雷达系统,可广泛应用于森林参数提取、道路网格获取、房屋建筑建模等方面,确保信息数据足够正确、完整。便于科学决策厂站选择规划走廊,劳动强度小,劳动生产率高[5]。
 
工程验收
《架空输电线路施工验收规范》要求输电线路施工管理单位进行验收,包括杆塔基础、绝缘子串、金具、走廊保护区、接地装置等。有很多关键点要进行高空检查。传统的验收过程由验收人员在勘察现场的塔基和关键点之间来回移动。由于地形障碍,到达关键点后需要绕道。这浪费了很多时间。此外,验收人员还需要登高和接线,以验收关键点,具有较高的安全风险。无人机动性灵活,可分解验收内容,工作任务明确。通过现场飞行,无人机可以在杆塔和导线周围低速飞行或悬挂,高清相机可以仔细检查验收线路走廊保护区和金具。验收效率更高,劳动工作量和事故发生率更低[6]。
 
3.电网施工紧放线
 
在电网工程建设中,输电线路放线一直是劳动强度较大的。特别是在山谷纵横、河流较多的山区,传统的人工架线成本高,施工周期长。在山区和河网地区建设无人机线路进行电网建设,可以在保证施工人员安全的基础上加快施工进度,架线施工不会破坏生态环境,省时省力省钱[7]。
 
4.无人机在输电线路建设中的应用优势
 
传统的输电线路检查方法主要是人工检查,主要通过肉眼观察、红外成像仪、望远镜等设备直接观察输电线路,从而判断输电线路的施工和质量。有时需要使用测距仪来判断输电线路的距离,以确认它是否符合安全距离的标准。但人工检查的局限性较大,环境、地形等因素会直接影响设备的性能,进而影响输电线路检查工作的顺利完成。无人机检查输电线路可有效解决上述问题,具体内容包括:
 
4.1不受地形限制
 
使用无人机检查输电线路,可近距离、多角度仔细观察部件,如导线、金属部件设备、绝缘子等。与传统的人工检查方法相比,无人机检查输电线路不受地形因素的影响,确保检查效率更高,人工操作风险更低。
 
4.2提高输电线路检查效率
 
传统的人工检查需要高人力、物力、财力,但检查精度低,效率低,无人机检查不需要检查人员陪同,不仅有效节省人力和时间,而且不浪费资源,即使环境恶劣,地形起伏很复杂,无人机检查也能顺利完成。
 
4.3携带,操作方便,效率高
 
传统的人工检查需要在不同的地形使用不同的设备和仪器,所以检查人员需要带大量的设备和仪器到工作场所,检查工作非常复杂。无人机体积小,重量轻,不占用面积。便于携带,检查人员无需携带重型仪器即可完成工作,工作时间较短,可用于提高我国输电线路的整体工作效率。
 
5.小结
 
综上所述,在电力系统中引入无人机具有重要意义,可以更好地保证电力系统建设的安全可靠性,高效、高质量地完成电网建设中的困难工作。通过准确的测量,在日常维护线路时提供有价值的参考依据。因此,为了确保无人机在电力系统中发挥全部作用,需要不断优化和创新无人机系统,这也是未来无人机研究领域和电力行业的关键工作内容。