固定翼无人机巡检输电线路探讨

随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大,固定翼无人机作为无人机的一种,可以被应用在输电线路巡检中,以提高巡线的效率。基于固定翼无人机平台在输电线路巡检系统中的应用进行探讨,包括对于固定翼无人机巡线系统设计思路、固定翼无人机巡线系统组成、各分系统功能以及关键技术问题等的研究。主要的巡检方式包括可见光巡检、红外光巡检、紫外巡检和三维激光扫描巡检。巡检对象包括线路走廊、导线、塔身、金具等。巡检内容包括线路走廊异常、设备热缺陷、电晕放电等。     

电力巡线无人直升机障碍规避系统

为保障无人机巡线系统及输电线路安全,需要为无人机电力巡线系统设计一套飞行障碍规避系统,能够实现无人机巡线系统自主避障功能,提升巡线作业的可靠性。介绍电力巡线无人直升机障碍规避系统的测距方式方法、总体设计、各组成部分功能以及整体达到的效果。     

无人机在输电线路中的巡检应用

无人机巡线方式与人工巡线、载人直升机巡线方式的比较;无人机巡线科技项目试验性飞行后,对适应输电线路巡视工作的无人机机型选定;目前无人机巡线存在的局限性及改进建议,如改进建议得以实现,无人机巡线将优越于载人直升机巡线。     

架空线路无人机巡线技术探讨

介绍架空电力线路巡线用无人机分类和各类无人机巡线的特点及国内外无人机巡线的研究现状,探讨巡线无人机视觉跟踪、故障探测等关键技术、发展趋势和应用前景。     

无人机巡检带电导线的电场测量避障方法

我国国土辽阔,电网规模大,利用无人机等自动化和现代化设备进行巡线维护已日益显示出其迫切性。为保障无人机巡线系统及输电线路的安全,提升巡线作业的可靠性,实现无人机对输电导线的避障成为一个亟待解决的重要课题。根据带电导线周围电场环境的特殊性,利用导线间距与电场强度之间的对应关系,研究了一种无人机巡检带电导线的电场测量避障方法。通过电场测量避障装置的数据计算处理,及与无人机飞控系统之间的数据交互和判断,确定是否需要进行避障动作,并以实例分析说明该方法适用于电力巡线无人机在对输电线路巡查时对带电导线的规避。     

利用无人直升机巡检输电线路

随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大。无人直升机作为无人机的一种,可以被应用在输电线路巡检中,以提高巡线的效率。简述一种基于无人直升机平台的输电线路巡检系统,包括无人直升机平台和检测系统,讨论一些关于使用此平台巡线的技术。主要的巡线方式包括可见光巡检和红外光巡检。巡检对象包括导线、引流线、绝缘子、防震锤、线夹、塔身、金具等。巡检内容包括设备破损、部件丢失、设备热缺陷等。     

基于差分定位的输电线路多旋翼无人机智能巡检

针对目前人工操作无人机进行输电线路巡线自动化程度不高,人工操作无人机难以标准化、规范化,导致巡线时间偏长或多发坠机等问题,围绕南方电网公司提出的无人机无人操控自主巡线目标,制定了基于载波相位差分定位技术的输电线路多旋翼无人机智能巡检方法。该方法在载波相位差分高精度定位技术的支撑下,首先由人工操控无人机进行线路巡检,再根据记录的巡检航迹提取航拍控制轨迹点精确的经纬度、海拔高度和每一航拍点的摄像头俯仰角度等信息,制定该线路的自主巡检方案。进行自主巡航时沿设定的轨迹控制点按预设角度进行航拍,实现无人机巡航的流程化和标准化。现场测试效果表明,无人机利用所提方法可在强电磁场环境下快速准确地完成定点巡航任务,为实现规范化、标准化的无人机安全巡线作业奠定了基础。     

卫星通信在无人机电力巡线中的应用分析

针对大范围、低高度巡线任务或山区等复杂巡线环境下因地球曲率和障碍物遮挡导致无人机视距测控通信链路易中断的问题,引入北斗短报文通信系统、天通卫星移动通信系统和宽带通信卫星传输系统3种远距离、超视距测控通信方式,作为无人机电力巡线视距测控的有效补充,提高数据传输的可靠性以及飞行平台的安全性。通过对传输性能、物理特性及成本费用等综合性指标对比分析,依据不同巡线任务类型和搭载平台型号提出合理选择不同卫星通信方式的建议,并分析当前卫星通信应用中存在的不足,总结亟待突破的关键技术,为卫星通信在无人机电力巡线中的广泛应用提供指导。     

基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制

针对目前输电线路巡检无人机不能兼具高速、低阻力、大航程全线快速普查,以及在故障疑似地段进行低速、低空精细巡查功能的问题,研制了一种可实现机翼变形的新型油动电力巡线固定翼无人机及输电线路巡检系统,以提高巡线效率。新型无人机以固定翼无人机为载体,携带影像采集设备进行航拍巡视,搜索、定位、采集线路缺陷和隐患的影像数据;根据线路杆塔的GPS坐标信息,预设航迹点进行全自主飞行巡检,并可实时显示机载影像;以实时传回的机载影像为操作指导,在线路的重点巡检地段进行无人机机翼变形,实现低速、低空精细巡查,飞行航时长达3 h,可用于开展地面起伏相对较小的山区、平原地区的日常巡线和大面积电力线路灾情的监控工作。     

基于配电线路巡线工作的网格划分及编码方法

对于电力系统输配电网络的巡线工作,是维护系统稳定、增强用电可靠性不可或缺的重要环节。通过巡线可以排除绝大多数可能对电缆造成不利影响的外界因素及系统内部隐患。然而目前对于巡线方面的研究大都集中于新增巡线设备或巡线技术方面,少有基于巡线图本身的巡线改进方案研究。提出了一种新的基于巡线图内涵信息的共享基底网格划分方式,并能通过GPS实现对于每一块网格的独立确定编码。使用这一网格划分方式及三维定位编码能够精细化巡线员管理单位,提升定位精度及管理效果,缩短故障或隐患的发现和排除之间的时间间隔,从而提高巡线效率及系统安全性。     

基于三维GIS的无人机巡检航迹规划研究

目前多旋翼无人机已在电力系统巡线中得到了广泛应用,结合无人机航迹规划研究现状,提出基于工频电磁场干扰研究的三维GIS无人机巡检航迹规划系统,通过建立导线对无人机工频电场和工频磁场干扰仿真模型,计算工频电磁场对无人机机身及机载设备影响,确定了安全飞行最小安全距离,并以确定的最小安全距离、线路杆塔三维模型及巡检任务相关信息实现在三维GIS上的无人机巡线路径规划、航迹跟踪和手动导航等功能,通过现场实际应用验证了航迹规划对巡检工作的重要性。     

固定翼无人机在输电线路防灾减灾中的应用∗

无人机技术巡检输电线路的运用逐步广泛,通过研究其防灾平台系统、防灾差异化勘察模式、现场勘灾广域图像及视频传输方法,实现在各种灾害模式下的无人机防灾实时监测,并精准分析输电线路存在的隐患灾害,提高巡线效率,确保电力线路运行的安全性及可靠性.     

上海公司首次无人机巡线试飞成功

<正>4月29日,国网上海市电力公司进行的首次固定翼无人机巡线试飞取得成功,从而可以开展无人机网格化巡线工作,标志着国网上海电力在科技支撑安全生产方面取得新成果。本次巡线试飞区域位于闵行地区,涉及12条220 kV线路的交叉跨越区域,共有杆塔15基,线路总长度5.37 km。飞行高度97 m,地面风力3~4级,高空风力4~5级,航拍面积25万m~2,耗时15 min。与传统巡线方式相比,无人机巡线在路径优化的情况下可替代一组人工一天的巡线工作量。该无人机由泡沫纤维材料制造,仅重700 g,具备GPS自主线     

基于无人机巡检的输电线路规避系统设计

无人机进行输电线路巡检时,常常存在与输电线路发生碰撞的风险,为解决无人机巡线系统及输电线路运行安全存在的问题,本文对超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达和双目摄像机等不同的障碍检测传感器进行指标性能分析,基于毫米波雷达传感器设计了输电线路规避系统,基于毫米波雷达采集到的障碍信息,采用恒虚警算法和多目标检测算法,设计了自主动态规避算法,能够适应杂波边缘和多目标干扰环境,且只需进行一次模糊数遍历,即可实现多目标的检测,采用流体扰动算法实现对巡线航路的实时规划。试验结果表明,输电线路规避系统对输电导线和地线的测试范围在50m左右,误差小于1m,规避效果良好,对保障无人机巡检系统和输电线路运行安全具有重要的意义。     

长距离巡线无人机通信及集控中心设计

文章讨论了无人机利用卫星、3G和无人机中继3种通信传输方案在长距离电力巡线中的应用,分析了其缺陷,并提出了一种适合电力系统的长距离无人机巡线通信方案,并对具体实施方案进行了讨论,这种方案在平时还可以对线路和铁塔状况等进行监测,具有较好的经济性和实用性.     

基于电磁场计算的输电线路无人机巡检安全

随着电网规模的不断扩大,无人机作为一种安全稳定高效的设备已逐步被应用于对输电线路的巡检中。同时,如何提升巡检作业的可靠性,保障无人机及线路的安全,成为重要的研究课题。首先利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件计算输电线路周围电磁场强度;进而以某中型电力巡线无人机为例,分析其可承受电磁场强度的范围;并在此基础上提出无人机巡检安全飞行距离确定方法,给出安全距离计算公式。利用该公式计算出某中型电力巡线无人机对500 k V交流输电线路巡检的安全距离。输电线路无人机巡检安全飞行区域的确定能够提高无人机电力巡线作业的可靠性和安全性,对保证人身、电网和设备的安全具有重要意义。     

高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试

针对目前巡检高压输电线路的固定翼无人机不能精细化巡查,而多旋翼无人机运动速度慢且需要人工遥控操作导致安全风险较大的问题,提出多架多旋翼无人机自主协同精细化巡线方案。探讨了利用两架部署在导线两侧的无人机通过机间通信协同巡检高压输电杆塔和导线的方法,并采用机器学习技术和多智能体一致性控制算法设计无人机自主飞行控制器。根据设计结果开发一站四机系统验证巡线方案,实验部署两机为一组,两组并行作业。结果表明该系统按预期完成高压输电线路的巡检作业,未发生误报缺陷,相比单个遥控操作的多旋翼无人机巡检方案,多机协同方案无需人工干预飞行,总巡线速度超过单机最高时速,双机协同对单个杆塔的平均巡检时间小于遥控单机巡检时间的一半。     

不同地形对高压架空线周围电场分布影响的仿真分析

使用Ansoft仿真软件对500 k V超高压输电线路下方不同障碍物进行三维仿真,分析其对基于电磁场测距的无人机巡线的影响。阐述了架空线路斜上方和斜下方的电场分布情况,给出了房屋模型、山坡模型、水面模型和考虑弧垂情况下跨越江河的输电线路模型及其仿真结果,为检修人员开展基于电场测距的无人机巡线提供了参考。     

输电线路走廊三维可视化技术和系统设计

结合输电线路巡视需求,利用携带激光扫描仪的无人直升机进行巡线,获得输电线路走廊的海量激光扫描数据,根据激光扫描数据对电力线走廊进行三维建模,开发了输电线路走廊三维可视化系统,实现输电线路走廊三维可视化。该系统以无人直升机的高精度三维激光点为基础获取云数据源,对云数据进行分析和处理并生成相关地形模型、铁塔/输电线模型后集成开发,能够准确有效地模拟和再现输电线路走廊内的地形、地貌、地物,并可进行三维操作,同时还能够实现无人直升机飞行过程三维实时可视化。通过无人机巡线的实际数据验证了输电线路走廊三维可视化系统的可行性和有效性。     

飞行器电力巡检探讨

随着电网的日益扩大,巡线的工作量也日益加大,飞行器作为一种运载工具,可以被应用在输电线路巡检中,通过搭载各种检测设备,以实现对输电线路的日常巡视,提高线路运维效率。基于飞行器在输电线路巡检系统中的应用进行探讨,包括对于飞行器巡线系统设计思路、飞行器巡线系统组成、不同飞行器功能定位以及工程应用关键技术问题等的研究。主要的巡检方式包括可见光巡检、红外光巡检、紫外巡检和三维激光扫描巡检。巡检对象包括线路走廊、导线、塔身、金具等。巡检内容包括线路走廊异常、设备热缺陷、电晕放电等。