無人機電力巡檢方案已成熟 自動化路線巡檢
“任務開始執(zhí)行,飛機即將前往起點……”近日,在330 kV天成線上空,一架無人多旋翼無人機按照既定路線實現(xiàn)了“站對站”自動巡檢、數(shù)據(jù)屏回傳等高壓線巡檢工作的全過程場景應用。
這是無人機巡線維護電力線的一個縮影。國家電網(wǎng)供電公司創(chuàng)新電力線巡檢方式,實現(xiàn)了從“人巡山路”到“無人機手動控制”再到“無人機自動巡航”的三重飛躍,開啟了“智能線路”的新征程。
電力供應巡警每天行駛數(shù)百英里
“以前的檢查不僅費時費力,而且效率低下,望遠鏡也無法探測到供電塔的頂部。”根據(jù)公司的無人機操作班,在使用無人機檢查電力線之前,需要一大早起來準備兩步線和分步線。
當?shù)氐匦纹閸?。無論何時去線和線,周和他的同事們都需要開車到山腳下,然后步行去檢查線路。“參觀一座鐵塔只需要幾分鐘,但我們要走幾個小時。”回頭看看現(xiàn)在的班長周,苦笑道。
“山上基本沒有路。山里的樹很高。如果你看不到鐵橋和鐵線,你必須‘瞄準’森林外的塔的位置,并繼續(xù)朝那個方向移動。”任崇陽說,有時候會越走越遠,需要重新“瞄準”,繼續(xù)出發(fā)。他不記得他在這條線上巡邏了多久。
但他們最頭疼的不是山,不是一些叢林,不是各種蛇、昆蟲、螞蟻、野獸。“抓撓是家常便飯,最麻煩的是螞蚱的攻擊。”齊俊清回憶道。潛伏在草叢中的水蛭很難被發(fā)現(xiàn)。有時候腳濕了會發(fā)現(xiàn)水蛭在吸血。被螞蟥咬了幾次后,漸漸有了經驗。每次走路都要停下來,收緊褲子,擦鞋,做好預防措施。
在路上,他們要不斷的用自己撿的棍子探索道路。“蛇、昆蟲和螞蟻經常出沒在巡邏線上。敲草可以把他們嚇跑。”。
每次巡線都要翻越至少兩三座山,早上六點出發(fā),最早要到晚上九點才能回來。他們只能在山里湊合著吃午飯。每次上山,他們都會買一些蛋糕,一包榨菜和幾瓶水。有時候水喝完了,只能喝山澗的溪水。山里下雨下雪的時候,就更難了。山路很滑,只能滾著爬上山下山。每次回去都變成泥人。“遠遠看是乞丐,近看是巡線。”他們經常自嘲。
從“兩腳測量”到“科技檢驗”
“準備起飛”,110千伏下行鐵路線上傳來一陣轟鳴聲。在供電公司輸變電檢修中心“飛手”周的指揮下,一架無人駕駛飛機在空中平穩(wěn)盤旋,鳥瞰電力塔。
2020年8月18日,在“812”洪災期間,輸電巡檢中心組織人員對連續(xù)暴雨造成的線路隱患進行了排查治理。
隨著旋翼的轟鳴聲,一架裝有高清攝像頭的四旋翼無人機起飛,開始由無人機對線路進行詳細檢查,并對電網(wǎng)設備進行了360度全方位死角檢查,尋找缺陷。
110千伏鐵路線承擔著蘭渝鐵路的供電任務,它對電氣化鐵路牽引供電、鐵路運輸信號供電和鐵路地區(qū)供電的重要性不言而喻。由于連續(xù)幾天暴雨,河道迅速拓寬,水位暴漲,使得距離河道十幾米的41號塔距離河岸只有五米左右,存在嚴重的安全隱患,也影響了蘭渝鐵路的安全運營。
在發(fā)現(xiàn)這一隱患后,輸電檢查中心果斷采取行動,對黨鐵路41號塔河側進行了加固。經過10個小時的戰(zhàn)斗,超過10個pe
2020年,供電公司將從無人機的進出存儲、充放電、維護和應用管理等方面建立進出存儲系統(tǒng)。全面規(guī)范17架各類無人機的管理,確保所有無人機始終處于“待命”狀態(tài),不定期開展無人機業(yè)務培訓,開展討論和建議,進一步完善無人機工作機制。
2020年,供電公司輸電巡檢中心應用無人機開展線路驗收、故障巡檢、現(xiàn)場勘查、輔助點作業(yè)等領域的工作。完成了30條重要線路和1230座鐵塔的檢查工作,發(fā)現(xiàn)各類缺陷720處。完成故障巡視20次,發(fā)現(xiàn)故障20次。10月,組建無人機作業(yè)班,配備4名飛行員,承擔中心管轄的輸電線路巡檢工作,探索實踐無人機新技術,全面推進無人機智能巡檢技術應用。
從手動控制到自動巡航
“以往無人機的人工操作,由于操作人員的技能水平和判斷標準不同,偶爾會出現(xiàn)檢查質量和結果上的失誤,仍然存在一定的操作風險,每次操作都需要操作人員和監(jiān)護人配合操作。效率比較低。”周介紹,如今使用無人機進行自動駕駛檢測后,只需一名監(jiān)護人即可完成全部檢測操作,降低了人工成本和操作強度,使工作更加規(guī)范和安全,檢測效率提高了15%。
在短短15分鐘內,無人機團隊完成了330 kV輸電線路連續(xù)5基地自主巡檢,實現(xiàn)了“點對點”自主飛行、自主巡檢、自動拍照等輸電線路桿塔巡檢工作的全過程應用。這也標志著330 kV輸電線路從“人工巡檢”到“自主巡檢”的突破。
借助新技術,無人機只需導入航路,啟動“一鍵啟動”,即可自動完成日常航路巡邏工作。幾十米高的塔上一個拇指大小的螺絲就算松開了,也逃不過無人機的“眼睛”。
據(jù)介紹,無人機自動駕駛技術主要采用RTK載波相位差分定位技術(定位精度可達到厘米級),通過高精度點云坐標精確規(guī)劃無人機巡視軌跡,實現(xiàn)無人機站到站、塔到塔的高精度自動駕駛巡視,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時回傳等功能。而其難點主要在于前期人為操控定位打點、數(shù)據(jù)采集的過程,無人機能否安全完整的執(zhí)行航線命令,實現(xiàn)自主巡航,取決于記錄的每一個點是否準確,飛行軌跡是否安全有效,所以這對于無人機“飛手”的技術也是一個相當大的考驗。
無人機作業(yè)班最終克服重重困難,憑借出色穩(wěn)定的飛行,成功實現(xiàn)無人機精細化巡檢自主作業(yè)。目前已利用無人機搭載激光雷達系統(tǒng),開展線路走廊高精度激光點云影像數(shù)據(jù)采集,已完成6條線路340公里點云三維實景建模。通過后臺建模后,可以智能地實現(xiàn)樹障排查、交叉跨越精確測量、隱患檢測、導線弧垂自動檢測等,為線路的狀態(tài)分析和運維決策提供可靠的依據(jù)。
現(xiàn)階段,為全面加強移動巡檢任務閉環(huán)、無人機巡檢規(guī)范以及在線監(jiān)測裝置、智慧線路的統(tǒng)一管控,公司建立輸電智慧型一體化監(jiān)控平臺,將各種監(jiān)測影像及數(shù)據(jù)匯聚于同一平臺,實現(xiàn)輸電運維各類數(shù)據(jù)的集約化和規(guī)范化管理,利用相關設備將無人機巡檢視頻、在線監(jiān)測視頻等實時傳送到監(jiān)控終端,使管理人員能隨時掌握現(xiàn)場情況,運籌帷幄于千里之外,應急搶修指揮能力和效率大大提升。
2021年,國網(wǎng)供電公司開始規(guī)?;捎脽o人機自主巡檢。以“打造無人機作業(yè)班陣地,建設一個全景平臺、提升一個管理體系”為目標,全面規(guī)范無人機自主巡檢規(guī)?;鳂I(yè)智能化水平。完成所轄重點線路自主巡航建模及無人機可見光建模,建立輸電線路巡視路徑三維地圖數(shù)據(jù)庫,應用新技術智能設備提升線路運維質效。
國網(wǎng)供電公司將繼續(xù)堅持科技引領、智慧發(fā)展導向,強化無人機應用,加強自主科技創(chuàng)新,推進“無人機+在線監(jiān)測+人工”三體系一平臺建設,開創(chuàng)輸電線路智慧型發(fā)展新局面!
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