架空输电线路航检视频信息分析技术概述

架空输电线路航检视频信息分析技术概述

(内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特市010000)

摘要:无人机航行灯的醒目显示对于精准把控无人机姿态相当重要;机头重定向功能、电池充电箱集成度等方面,若有相关行业标准进行细化规范,则小型无人直升机应会有更好的用户体验。此外,若能解决小型无人直升机在输电线路巡检时存在的丢星、特高压直流线路巡检时受干扰较大从而基本不能拍出高质量的巡检图片等问题,将会发挥小型无人直升机的输电线路巡检优势。

关键词:架空输电线路;航检视频信息;分析技术

一、我国直升机电力巡检作业的问题与现状

(一)我国直升机电力巡检作业的现状

直升机电力巡检工作即是使用直升机的机动性优势,配以先进的光电检测设备,由专业技术人员发展对架空输电线路的正常巡视和维修工作。我国的直升机电力巡检技术发展现还处于起步期间,与世界的先进技术水平还有一定的距离。因而,自从直升机高压输电线路巡视和带电维修技术在我国发展以来,很多当地都进行了试飞,并取得了较好的成效,但也暴露出很多技术上的局限性和缺点。这些年,我国不断吸收国外先进的直升机电力工作技术经验,狠抓人才培养,加大与国外先进航空工作公司的协作力度,促进了我国直升机电力巡检工作发展的脚步。

(二)我国直升机电力巡检作业的问题

首先,员工出于对直升机本身的危险性以及自身安全的考虑不愿涉足直升机电力巡检作业领域,作者认为这也正是我国直升机专业技术人员短缺的直接原因所在。但在实际的操作过程中,如果机组成员和航检员经过专业的培训,严格落实安全措施,编制周祥的作业方案,杜绝违规操作,完全可以把直升机作业的风险降到最低。所以,在选择执飞行任务的通航公司时一定要选择资质好、实力强的公司去执行任务。

其次,相比人工巡检作业,直升机巡检是系统性更高的作业项目,还受到天气和空管的影响,所涉及的部门与人员复杂,加上直升机本身的特殊性,开展该项目的成本也较高。但如果我们本着求真务实的态度,合理安排飞行计划,大面积开展直升机巡检,不断积累经验,从而降低飞行成本,发挥直升机应有的优势,也能使直升机真正为电网服务。

二、航检视频信息分析技术的作用

(一)实现航检复查

直升机巡检视频材料的信息管理、视频采集分析采用信息分析员统一管理方法,依照固定形式、次序对架空输电线路直升机巡检所录制的高清航检视频中的线路通道、导线、杆塔衔接金具挂点等要点部位进行编号截图分析,对通道,间隔棒、防震锤、绝缘子、衔接金具及螺母,销子、垫圈等进行二次查看,发现潜在的安全问题。

(二)提高航检效率

在航检技术应用初期,航检工作主要由直升机上人员通过实时影像及肉眼检查设备存在的问题,这种方式不仅对航检员的工作强度要求非常高而且检查精度很差,常常会遗漏许多信息。信息分析技术应用后分析员利用视频信息检测分析技术,对高清视频进行分析,大大提高了航检工作效率,细化了工作内容。每年缺陷发现的比例信息分析占总体的百分之九十。同时加入信息分析技术后,减少了航检员的工作压力,缩短航检员直升机巡视工作时间。

(三)航检质量考核

航检视频信息分析技术对航检员所录制的航检视频提出了更高的要求,信息分析员填写直升机巡检信息分析统计表,对视频资料的塔号错误、线路脱靶、遗漏挂点情况进行统计,对航检员巡检质量进行考核。

三、无人直升机智能巡检关键技术

用无人直升机进行全天候的输电线路智能巡检,应该具备以下关键技术,才能使无人直升机巡线进入实用化:

(一)飞行控制技术

输电线路一般在100km长度以上,距离公路10~30km内,要求遥控距离最好达30km,地面控制系统通过数据链进行操控实时传递图片或视频,方便巡线人员使用;并且具备GPS自主线路导航控制、地理匹配自动控制功能,使无人直升机巡线进入全自动化飞行方向发展,使一条输电线路巡线全部工作小于半天时间。

(二)机体稳定飞行技术

无人直升机设计有带阻尼工业减震器以及采用三轴陀螺增稳云台,保证无人直升机飞行稳定,不抖动,可以保持无人直升机侧方和下方都为可视范围,增加了视场范围,同时也大大增加了检测设备拍摄的清晰度。

(三)线路杆塔自动跟踪识别技术、摄像快速对焦成像技术

使安装的可见、红外热像摄像设备自动对焦到线路杆塔等目标,快速曝光,生成高清晰的地面杆塔、线路、树林、绝缘子、金具等可见、红外影像,这样就可以进行无人直升机自动飞行巡线。

(四)无线图形图像传输技术

无人直升机具备一套适用于不同状态、抗强干扰、高质量的无线图形图像传输技术。目前无人直升机的图形图像传输技术研究主要集中于提高数字信号传输的图像压缩编码算法,降低图形图像数据量、减少带宽使用,同时启用低能耗高效集成芯片、图形图像信息流差错控制和编码纠错技术。

四、应用效果分析

2013年,内蒙古超高压供电局直升机航检基地进行了航检视频信息分析技术在直升机巡检工作的使用研究;2014年全部发展了输电线路航检视频信息分析技术使用工作,并于12月25日正式上线运转航检图文体系。航检图文体系包括2014年内蒙古超高压供电局500kV输电线路航检信息分析高清截图和航检视屏。航检信息分析高清截图依照各分局输电管理场所管辖保护线路进行分类,下设子目录为各级杆塔,杆塔文件夹内包括通道、导线、塔头、衔接金具挂点等部位的截图,图像合计15余万张。经过查阅该体系能够了解输电线路走径的地势地貌,通道内穿插跨过、通道隐患等状况,完成对每基铁塔防鸟设备、防雷设备、防洪设备、鸟窝状况进行计算,为大修技改项目查看、施行供给根据;同时各分局输电管理处专业人员能够对输电线路通道、根底、导线、距离棒、防震锤、均压环、绝缘子、防鸟、防雷设备等存在的安全隐患进行查看,对衔接金具挂点的销子、螺母、垫片等状况进行要点复查。

据计算,2014年3月1日至10月26日,直升机全年飞行570h,完成了蒙西电网500kV51条输电线路、4246.41km、10153基杆塔和锡林郭勒电业局220kV9条输电线路、902.365km、2537基杆塔航检视频分析工作,全年合计分析可见光、红外影像材料1032小时,截图、命名18.5万余张图像。使用航检视频信息分析技术发现的新增缺陷138项,其间危急缺陷1项、严重缺陷7项,编写填报了60条输电线路的航检陈述。经过实践使用能够对切改线路的塔号牌和航检员手调录入的塔号进行纠正,完成对输电线路直升机巡检全体状况进行查看,对挂点的衔接金具进行要点复查,处理了航检员在航检过程中缺点遗失的问题。例如,2014年3月3日,航检包俊Ⅱ线83号塔发现塔号牌与塔位明细不符;7月9日,航检永丰Ⅲ线209号塔左边架空地线联板主挂点缺销子。目前,输电线路直升机巡检工作费用为2.5万元/h,由于费用较高,航检员在航检过程中不作根底数据计算。信息分析员使用航检视频信息分析技术对航检高清视频印象材料进行画面截取,完成对输电线路通道内穿插跨过、施工、树木和铁塔防鸟设备、鸟窝状况等数据的计算,计算率达100%。

五、结论

我国直升机电力作业迎来的发展的大好时机,直升机电力巡检作业的发展方向也是一片光明。应该不断地培养国内相关的人才,引进外国先进技术,研发具有我国自主知识产权的机载巡检系统和自动化数据库。相信在不远的将来,我国的直升机电力作业一定能够全面地发展起来,直升机电力巡检作业也将朝着高科技、高水平、高效率的方向全面发展。

参考文献:

[1]何鹏杰,赵晓锋,秦严.超高压输电线路直升机巡检应用[J].山西电力,2012(3).

[2]闫宏斌.陕西电网直升机输电线路巡检作业探析[J].科学之友,2008(10).

[3]王文龙.直升机电力巡线作业安全保障关键技术研究[J].测绘地理信息,2016(10).

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