广东电网大型无人直升机电力线路规模化巡检应用及效果

介绍了自助研发的大型无人直升机多传感器电力线路全自动巡检系统,并对该系统在广东电网部分典型运行线路上开展的规模化巡检方案及结果进行阐述。采取无人直升机通道巡检和精细巡检相结合的巡检方式,对输电线路通道环境、安全距离、异常发热、异常放电以及导地线、绝缘子、金具等线路设备外观、结构缺陷,进行多传感器、多维度同步检测和联合诊断;再将巡检诊断结果经由线路运维单位进行人工复查,并与历史缺陷数据对比,验证了巡检结果的可靠性,有助于提高输电线路运维水平。     

用于电力线巡检的大型无人直升机多传感器系统集成设计

基于电力线路安全巡检需要,设计了集可见光相机、红外热像仪、紫外成像仪、激光扫描仪和定位定姿系统等设备为一体的无人直升机多传感器系统。提出了基于全球定位系统时间系统的高精度后处理软同步方法,实现各个传感器系统的独立、协调同步工作。同时提出基于服务器–客户端软件架构,实现各个传感器控制和数据采集的相互独立,最大限度提高传感器系统工作的安全性和可靠性。多传感器集成的无人机巡检试验结果显示,该系统能够在单次飞行中同步获取多波段、多种类型的巡检数据,数据之间具有强相关性,可以用于多源数据联合诊断分析,满足电力线路安全隐患多要素自动诊断的需要。     

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.     

无人机载多载荷输电线路巡检方法研究

为提高线路巡检效率、提高隐患目标识别准确度,针对目前无人机及有人机挂载激光雷达进行巡检的作业方式,本文提出激光雷达和可见光相机一体化应用的方法来提高巡检自动化程度、提高巡检精细度、作业效率及可靠性。首先,利用一次飞行同步采集巡检区域的激光点云数据和可见光影像数据,分别进行相应的预处理;然后,将点云数据和影像数据融合处理分析,实现输电线路隐患目标自动识别和精准定位。采用旋翼无人机实际巡检获取的输电线路激光点云数据和影像数据对该过程进行了验证,试验结果表明,基于无人机载多载荷的输电线路巡检具有较高的自动化程度和准确性,缺陷检测的水平距离误差为0.146 7 m,垂直距离误差为0.102 5 m,净空距离误差为0.1 57 5 m,精度优于当前输电线路巡检要求。     

无人机智能巡检在输电线路中的应用与发展研究

传统单一人工线路巡视存在劳动强度大、安全风险高、作业效率低等诸多不足,严重制约了输电线路运行维护的智能化转变。无人机智能巡检因其作业高效、缺陷发现率高等优点,不断被应用于输电线路的运行维护。通过研究无人机在输电线路巡检中的应用成果,分析了无人机巡检发展中的各种制约因素,探讨了实现无人机巡检智能化的关键技术,为无人机智能巡检在线路运行维护中的推广与发展提供了研究方向。     

面向架空输电线路的小型无人机巡检起降平台设计

随着架空输电线路规模逐渐增大,线路通道环境日渐复杂,基于无人机的输电线路巡检方法开始协同人工巡检共同用于输电线路运行维护。针对当前无人机巡检作业点通常处于复杂环境下,给无人机起降带来危险的状况,在分析了输电线路运行维护内容、无人机技术与人工巡视的差异性、无人机巡检作业的工作要求的基础上,根据东北地区输电线路实际情况,提出了适用于多地形的无人机起降平台设计方案,保障无人机的安全飞行,提高线路巡检效率。     

基于激光点云精确定位的输电线路无人机自主巡检系统研究

为了实现输电线路无人机全自主巡检,减少手动飞行控制操作,本研究实现了一种基于激光点云精确定位的无人机自主巡检系统,通过高精度三维激光点云数据实现航线自主规划、自主生成,从而实现无人机全过程无人化巡检作业飞行。试验结果表明,基于激光点云精确定位的无人机在自主巡检飞行过程中,具备空间碰撞检测与自动壁障能力,有效保证无人机飞行安全,降低电网潜在风险,提高输电线路巡检效率和运行可靠性,为后续输电线路巡检探索提供新的发展方向。     

固定翼激光雷达网格化输电线路巡检方式应用

随着电网输电线路范围不断扩大,输电线路从高压发展到超高压、特高压等级,传统模式的人工巡检不能满足当前输电线路发展的需求.随着无人机技术的发展,当前输电线路大多采用无人机搭载相关辅助设备的巡检模式,鉴于已开发部分无人机存在续航时间短、需要多次飞行才能完成一次输电线路巡检任务的问题,采用成都纵横CW-30固定翼无人机搭载激光雷达系统,以某地区220 kV输电线路使用网格化巡视巡检为例,对所采集的数据进行处理,生成高精度的线路点云数据,结果表明,采用固定翼无人机搭载激光雷达系统网格化巡检输电线路具有续航时间长、精度高、效率高的特点.     

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。     

基于无人机紫外检测的输电线路电晕放电缺陷智能诊断技术

目前使用紫外视频进行绝缘子探伤需要人工判读放电光斑,自动化程度较低。为此,提出了一种以无人机(UAV)搭载的紫外传感器所获取的影像为数据源,根据电晕放电的光谱特征和紫外成像的形态特征来自动检测紫外视频放电位置的方法。首先从紫外影像中获取图像帧;然后对图像进行最大类间方差二值化和区域生长处理,根据区域生长后的结果来计算疑似放电区域;最后经放电异常诊断,利用获得的高精度位置姿态以及时间同步信息,得到高压输电线路绝缘子发生异常的具体地理位置。实验结果表明上述方法可以自动提取紫外视频中呈高密度、连续放电的区域。该方法可有效地对紫外影像中高压输电线路绝缘子进行放电异常诊断,对电网运行维护有实际意义。     

输电线路直升机/无人机机载摄像机巡检视频电子稳像方法研究

正机载摄像机拍摄巡检视频存在一定的拍摄模式,不同拍摄模式对应不同的摄像机抖动模式,包括沿航线抖动、悬停抖动和模式切换抖动。提出一种基于机载摄像机抖动模式分析的电子稳像方法,结合直升机/无人机运动状态和机载摄像机的不同抖动模式提出相应稳像策略。在直升机/无人机输电线路巡检过程中,机载摄像机容易因飞机的随机振动和抖动而造成采集视频的模糊和失真,进而影响后续的缺陷及隐患的判定识别等重要应用,因此,采用电子稳像方法对巡检视频进行稳像非常必要和关键。     

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。     

冀北电力推进无人机巡线

<正>5月17日,冀北电力在北京开展电动无人机对安房500kV输电线路的巡检任务。冀北电力检修分公司承担北京地区75%以上的电力输送任务,电网总长度达8 617 km。由于电网基塔多设在地势险峻地段,尤其遇到极端天气,人工巡检存在困难。冀北电力自主研发出电动固定翼无人机和多旋翼无人机,只需要通过充电,无人机就可以携带摄像机、照相机、红外设备等进行巡检。以昌平到门头沟的40 km的电网为例,如果依靠人工需要10天时间完成巡检,使用无人机两小时即可实现。无人机通过自身携带的摄像机、照相机将拍摄到的照片和视频实时传输到地面,巡检队员就可以通过     

架空输电线路无人机巡检技术研究进展

随着架空输电线路的不断增加,线路运维环境日趋复杂,对架空输电线路的运维检修要求也越来越严格。论文简述了传统的人工巡检方式因存在诸多限制,导致巡检效率低下、无法有效保障电网的安全运营。指出无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)在架空输电线路巡检中得到大量应用,弥补了人工巡检方式的不足。结合国内外架空输电线路无人机巡检应用的背景,介绍了相关标准制定和试验检测技术研究,分析了自主巡检、作业安全管控、缺陷识别技术和巡检数据应用、辅助检修作业等关键技术应用现状,探讨了无人机作业人员培训,并提出了无人机巡检技术的发展趋势和研究方向,下一步将着重提高无人机全周期闭环应用能力,提升我国电网智能运检水平。     

基于深度学习和无人机图像的架空线路缺陷巡检综述

架空输电线路巡检是电网运维工作的一项重要内容,运维人员利用无人机进行线路巡视检测已成为电力巡检工作中的重要手段。本研究首先概述了无人机巡检任务中人机协同作业系统以及无人机智能自主作业系统的架构;其次,分析了当前架空输电线路缺陷巡检领域数据集状况以及数据扩增技术;然后,综述了基于深度学习的无人机图像缺陷检测典型方法以及评价指标,并对比总结了各种方法的优缺点;随后,讨论了无人机图像视觉检测方法中图像采集规范、数据集形式、缺陷检测算法专业化应用等对架空线路缺陷检测效果,指出了图像检测指标和类别定义在电力巡检专业化领域中的不足;最后,探讨了基于深度学习的无人机图像缺陷巡检任务的未来发展方向。     

输电线路三射频物联无线网桥关键技术研究

随着输电线路电压等级与输送容量的不断提升以及电网分布范围越来越广,实时、远程监控输电线路运行状态已成为输电线路安全运行的重点工作之一。通过低廉、可靠的无线专网可以有效减少租用公用数据网的通信费用,增加通信带宽,降低数据安全风险。将视频图像和传感数据实时传输到线路监测中心后,管理人员可以在线路监测中心实现对设备的远程实时监控,及时发现问题并进行处理,保障输电线路的安全稳定运行,并且可以通过在无人机和人工巡检终端搭载无线专网模块,实现无人机和人工巡检终端设备实时视频和数据的传输。实践证明,无线专网技术的应用可以使输电线路监测系统具有实时性、大数据量传输、高质量的视频图像以及更好的稳定性,以支持输电线路运行状态感知、预警、分析、评估等工作。     

直升机红外巡检技术在直流输电线路的应用分析

对天广直流输电线路直升机红外巡检发现的缺陷进行分析,探讨深入精确分析红外检测过热缺陷的方法。相对地面人工巡检直流输电线路,直升机红外巡检技术具有巡检质量好、效率高的优势。直升机红外巡检是一种高效可行的技术监督手段,在满足巡视周期的条件下可以完全替代地面人工红外巡检。     

无人机在电力巡检中的安全风险评估

正无人机巡检在电力行业中得到越来越广泛的使用。通过无人机,电力技术人员可以清楚判断重要部件是否受到损坏,保证输电线路的安全,除正常巡检和特殊巡检,还可将无人机应用在电网灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时,无人机可以发挥替代作用,开展输电线路巡查,准确定位杆塔、线路故障,且视角更广,能避免"盲点"。然而,无人机电力巡检的广泛运用必然也存在着作业过程中的风险隐患及突发事件的发生。     

大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

大型无人直升机电力线路巡检存在环境适应性差、智能化程度低、多学科交叉难度大等问题,现阶段无人直升机巡检主要依赖于人工地面操作,为了提高巡检效率和安全性,研究大型无人机全自动巡检技术具有重大意义。提出了大型无人机全自动巡检概念,分析了无人机全自动巡检的必要性,论述了实现复杂环境下大型无人机超低空、超视距安全巡检涉及的关键技术,包括实时差分定位、无人机中继通信、自主避障、高精度位姿测量、吊舱自动追踪、飞行计划和航迹规划、任务规划和任务控制等,并将大型无人直升机全自动巡检技术首次应用于我国电网输电线路巡检,巡检结果验证了大型无人机全自动巡检技术的有效性和先进性。大型无人机全自动巡检建立了一种高效、智能、全新的电力巡检模式,该项技术的发展进步对提高我国电网输电线路智能化巡检水平具有显著促进作用。     

输电线路无人机巡检图像自动命名关键技术研究

针对海量的输电线路无人机巡检图像，传统的人工命名耗费了大量的人力，且存在命名错误等一些问题，严重影响无人机发挥巡检效能，因此提出输电线路自动命名技术。该技术基于输电线路高精度激光点云，提取零部件关键位置坐标，基于无人机RTK定位技术，提取巡检图像坐标，运用以上两种坐标，完成了基于空间距离的图像自动命名方法研究，并基于python研发了自动命名软件，在没有人员干预的条件下，快速、准确、自动地完成输电线路无人机巡检图像命名。在佛山地区应用实践中，该软件每年完成22万张输电线路无人机巡检图像的自动命名，节约了大量的人力，提高了无人机巡检时效性。