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行業(yè)資訊

中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案

作者:蘇州中飛發(fā)布時(shí)間:2022-01-28點(diǎn)擊:0

信息摘要:中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案介紹一、市場(chǎng)規模和現狀利用無(wú)人機進(jìn)行輸配電線(xiàn)路巡檢已經(jīng)成為近幾年電力行

  中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案介紹

  一、市場(chǎng)規模和現狀

  利用無(wú)人機進(jìn)行輸配電線(xiàn)路巡檢已經(jīng)成為近幾年電力行業(yè)的普遍現象?!笆濉逼陂g,全國電網(wǎng)設備規??焖侔l(fā)展,2018年全國110(66)千伏及以上架空輸電線(xiàn)路長(cháng)度共121.4萬(wàn)公里,包括國家電網(wǎng)運營(yíng)的99.2萬(wàn)公里和南方電網(wǎng)運營(yíng)的22.2萬(wàn)公里,且每年都在以5%左右的規模持續增長(cháng)。

  輸電線(xiàn)路分布于戶(hù)外廣闊地域,線(xiàn)路設備大多暴露在野外環(huán)境運行,氣象條件復雜、現場(chǎng)環(huán)境多變,導線(xiàn)、避雷線(xiàn)、絕緣子、金具在長(cháng)時(shí)間運行后,由于各種力的長(cháng)期作用,可能發(fā)生斷股、銹蝕、過(guò)熱等情況。傳統的人工巡視模式效率低,輸電專(zhuān)業(yè)人員數量與設備規模持續增長(cháng)的矛盾日益突出。到了2013年,國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)公司都積極開(kāi)展了“架空輸電線(xiàn)路直升機、無(wú)人機和人工協(xié)同巡檢”相關(guān)工作,大力推廣無(wú)人機巡檢應用,建立無(wú)人機巡檢管理和技術(shù)支撐體系,輸電線(xiàn)路運檢效益明顯提升。

中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案


  無(wú)人機在線(xiàn)路巡檢工作的優(yōu)勢主要有:

  1、環(huán)境適應性強。很多巡檢環(huán)境復雜,地處交通死區、無(wú)人區等,無(wú)人機通過(guò)遠程控制或者線(xiàn)路自主規劃,彌補了維護人員不具備有利交通條件的缺陷。

  2、作業(yè)精細化。無(wú)人機可搭載可見(jiàn)光成像設備、紅外熱成像儀、激光雷達設備,精確采集輸電線(xiàn)路通道空間立體信息及桿塔本體各部位信息數據,并對線(xiàn)路運行狀況進(jìn)行精細化檢查與分析,有效地降低了人工勞動(dòng)強度,提高了作業(yè)效率。

  3、高效性。以塔桿巡檢為例,一名巡檢員一天一般可巡檢6-10個(gè)桿塔,而無(wú)人機一小時(shí)之內即可完成人工一天的巡檢量。廣東電網(wǎng)機巡中心利用無(wú)人機巡檢的比例逐年增加,已率先實(shí)現了輸配電(即輸電、變電、配電)機巡線(xiàn)全覆蓋,年作業(yè)量超13萬(wàn)公里,其中無(wú)人機巡檢占85%,作業(yè)量全球第一,綜合效率提升了2.6倍。

  二、常見(jiàn)的無(wú)人機類(lèi)型及產(chǎn)品代表

  發(fā)展至今,無(wú)人機已經(jīng)成為行業(yè)應用的基礎工具,電力無(wú)人機通過(guò)搭載不同的任務(wù)設備來(lái)執行相應的任務(wù)。根據布局形式,目前常用的電力無(wú)人機主要用多旋翼、固定翼、垂直起降固定翼、無(wú)人直升機等多種機型。

  如果說(shuō)利用無(wú)人機進(jìn)行巡檢作業(yè)是“站在巨人的肩膀上”,那飛機平臺就是這個(gè)巨人,而布局形式?jīng)Q定了這個(gè)巨人的高度。布局形式的不同決定了飛行平臺各項模塊的性能參數,從而決定了其適用于不同的應用場(chǎng)景。

中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案

  三、無(wú)人機電力智能巡檢解決方案

  基于無(wú)人機的立體巡檢體系包括應用無(wú)人機進(jìn)行高精度數據采集、線(xiàn)路巡檢、數據的處理與應用。

  數據采集系統

  2019年,國家電網(wǎng)提出“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的概念,涉及對信息和數據的深入整合應用,對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全方位推廣,以及電力行業(yè)內外生態(tài)的綜合構建。

  此外,南方電網(wǎng)在電網(wǎng)運營(yíng)規劃中加強了無(wú)人機自動(dòng)駕駛技術(shù)的項目研究,并已于2018年開(kāi)始采集數據,目前已完成全省6萬(wàn)公里輸電線(xiàn)路高精度絕對坐標系的激光雷達點(diǎn)云數據采集。

  無(wú)人機在基礎數據的采集工作中具有諸多優(yōu)勢,具有起降靈活、低空飛行、低成本、易維護的特點(diǎn),可獲得高空間分辨率、高光譜分辨率及高時(shí)間分辨率的多光譜影像。

  隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的不斷發(fā)展,機載激光雷達逐漸進(jìn)入無(wú)人機行業(yè),尤其是合成孔徑雷達(SAR)技術(shù)的發(fā)展,可以使人類(lèi)具有“千里眼”能力。SAR是利用合成孔徑原理,實(shí)現高分辨的微波成像,具備全天時(shí)、全天候、高分辨、大幅寬等多種特點(diǎn)。理論上,對100km距離外的目標,SAR很容易實(shí)現厘米級的分辨率。這種卓越的成像能力,對遠距離目標的高分辨率監視應用特別有吸引力。

  廣東電網(wǎng)機巡中心于2018年推出了激光雷達高精度免像控航測解決方案,通過(guò)在垂直起降固定翼無(wú)人機上搭載激光雷達應用于線(xiàn)路數據的采集,高效解決了大面積復雜地形測繪。

中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案

  通過(guò)CW-30LiDAR獲取的三維激光點(diǎn)云數據

  LiDAR設備與無(wú)人機高度集成,一體化控制,設備集成了激光掃描儀、GNSS 高精度定位系統、慣性導航系統、高速數采系統、時(shí)間同步系統、全畫(huà)幅相機等多部件,整機緊湊,集成度高;采用全頻 RTK+IMU 融合技術(shù)與激光雷達測量技術(shù),測量精度高;地面站軟件可實(shí)時(shí)顯示與控制無(wú)人機及激光雷達設備。

  無(wú)人機電力巡檢解決方案巡檢系統

  目前無(wú)人機在電力行業(yè)的應用主要用于線(xiàn)路巡檢。由于我國國土面積廣袤、地形復雜多樣、山區面積大,輸電設備分布廣、所處環(huán)境復雜,導致故障的原因既有雷擊、鳥(niǎo)害、臺風(fēng)等自然因素,也有吊車(chē)、泵車(chē)等大型施工機械、樹(shù)木碰線(xiàn)等外力因素,更有設備絕緣老化、金具銹蝕斷裂等物資質(zhì)量因素。

  無(wú)人機智能巡檢系統根據任務(wù)類(lèi)型搭載不同的任務(wù)吊艙系統,包括可見(jiàn)光成像設備、紅外熱成像儀、紫外成像儀、高分辨率航空數碼相機、激光雷達等。

中國民用無(wú)人機電力巡檢解決方案

  數據處理與應用系統

  利用無(wú)人機進(jìn)行數據的采集、存儲、處理和應用,廣東電網(wǎng)已建立6.8萬(wàn)公里數字化通道,積累了23萬(wàn)張照片的元件庫和5萬(wàn)張照片的缺陷庫,絕緣子等9類(lèi)元件和13類(lèi)典型缺陷識別率達90%以上。

  截至到2019年10月底,國網(wǎng)泰州輸電局已完成全部桿塔的無(wú)人機精細化巡檢、完成了220千伏線(xiàn)路桿塔自主巡檢航跡標注,300多基桿塔的三維激光雷達掃描,以及1000公里輸電通道的復合翼無(wú)人機巡視。累計發(fā)現缺陷1萬(wàn)多個(gè),其中嚴重缺陷967個(gè),危急缺陷179個(gè)。

  隨著(zhù)AI智能缺陷識別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展,國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)都對數據采集、航線(xiàn)規劃、精度驗證等方面提出了更高的要求。

  泰州供電局通過(guò)整合創(chuàng )新,搭建了輸電智能管控平臺,圍繞設備模型三維化、多源數據標準化、智能算法實(shí)用化、應用場(chǎng)景多樣化,提供輸電智能運檢“一站式”解決方案。

  南網(wǎng)也推出了兩大核心系統,即三維航線(xiàn)系統+智巡通無(wú)人機控制APP,可以根據用戶(hù)需求定制N種航線(xiàn)航路,并可提供高精度完整點(diǎn)云數據做飛行安全檢測,讓飛行的每一步都在預先掌控之中。廣東電網(wǎng)研發(fā)的無(wú)人機自動(dòng)駕駛系統通過(guò)云端服務(wù)器精確規劃無(wú)人機巡視軌跡,發(fā)送至現場(chǎng)作業(yè)無(wú)人機,無(wú)人機搭載可見(jiàn)光、紅外相機等傳感器,實(shí)現對輸電設備的高精度自動(dòng)巡視,并實(shí)現實(shí)時(shí)缺陷分析。預計到2025年,電網(wǎng)無(wú)人機全部由手工遙控操作轉變?yōu)樽詣?dòng)駕駛。

本文標簽: 無(wú)人機電力巡檢
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