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无人机测绘:辛苦的工作,正在由无人机代劳

文章发布于:2019-08-13 作者:admin 浏览次数:

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科技有温度。

文| 黄天然

6月的山东,天气由凉转热,用电高峰即将到来。济南南部山区,一架架无人机腾空而起,为上万基高达百米的输电铁塔做电力巡检。

孙阳,国家电网山东电力检修公司无人机机组员工,从事电力巡检工作5年来,他见证着无人机机组队伍的不断扩大。今年5月30日,山东电力又新增了289架次的无人机,目前各型无人机总规模超过800多架,它们正为全省输电网络保驾护航。

以无人机为代表的新技术,正在将电力巡检从繁重而高危的空中作业里解放出来。

高空“走钢丝”生死一线间

为巡视输电线路,电力巡检作业人员要在山谷中徒步数十公里,然后手脚并用攀上高耸入云的铁塔,在高压导线上身着屏蔽服一米一米地“走钢丝”……

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这是出生入死的考验,高空巡线,每一步都走得惊心动魄,但对于电力检修工而言却是家常便饭。而我国输电线路尤其是特高压线路正以每年近20%的增速延长,电力巡检的任务量有增无减。

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世界首条±660千伏电压输电线路上工作人员“带电作业”

在山东,目前已有500千伏以上的输电线路153条,里程数长达12191公里。其中,从宁夏入山东的银东直流是世界首条±660千伏电压等级输电线路,被称为“不能停电的线路”,一旦故障发生,需在百万伏高压线缆上带电作业,而任何闪失都可能会导致作业人员被高压电弧击中,结果就是瞬间化为灰烬。

“目前,检修公司人均运维里程已达到38.3公里,已经远超国网定员的标准26公里。在人工巡检要求之下,每三个月电网管辖范围内的2万基铁塔都要完成一次全巡检,运维压力繁重,我们亟需新技术来代替人工巡线。”

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山东电力无人机机组正在检查无人机设备

孙阳2013年加入山东电力检修公司,当时电网刚开始测试启用无人机工作,作为90后,孙阳成为无人机机组最初的4位成员之一,开始探索无人机电力巡检。

“刚开始,还会顾虑无人机在复杂环境如电磁干扰下,操控性及照片判断的准确度是否可控。可自从用上了无人机巡线,效率马上提升了数倍。以一座50米高的铁塔为例,人工攀爬检查需要1小时,无人机巡检则不到10分钟。遇到山区复杂地形的情况,原本1人一天只能完成2到3基铁塔的检查,而无人机可以规避地形障碍,1天1人可以巡视10基铁塔。”

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无人机的运用,大大节省了人力消耗,很快在高空电力巡检中扮演起重要角色。

无人机巡检替代35%人工

此前,“老巡线”们必备三件工具:照相机、望远镜和笔记本,现在,无人机也成为了必不可少的“伙伴”。

孙阳与同事们每天都要前往济南周边的户外山区巡线,现在大部分工作在地面就可以完成。

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通常,两个无人机飞手会从一基铁塔开始,向两侧起飞同时做高空巡检,利用无人机配置的高清变焦相机,为每基铁塔拍下数十张照片,回到办公室后,分析处理图像数据,即可排查故障。

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无人机上拍摄的照片很清晰,即使在百米高的输电铁塔顶端,一个小拇指粗的螺栓帽发生松脱现象,特写镜头也能清晰精准地呈现。“这在以往靠人工在地面举着望远镜观察的年代是不可想象的,好比人从远处就能看到牛身上的虱子,看清楚故障原因之后,就可以减少人工登塔次数。”

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无人机拍摄下的照片可以勘察线路设备细节

“无人机比我们想象得更加有效。例如线路绝缘子上下端的金具,螺栓和销钉是否脱出、导地线路是否出现断股等问题,完全可以根据其拍摄的照片来判断。”孙阳说,“有了这些图像资料,也能够为后期检修做出有力支撑。”

此外,无人机还能够搭载红外热像仪,判断铁塔异常发热的部位。目前,红外热像的测试效率可以达到人工测温的6倍。无人机悬停在距离铁塔几十米的距离,就可以进行大面积快速的检测。

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无人机搭配红外成像进行电力巡检

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2018年,无人机巡检在山东电网的人工替代率已经达到35%,山东电力公司全年减少人工登塔1528人次。

去年8月,山东中北部的潍坊寿光发生历史罕见的暴雨洪灾,无人机成为了“电网勘灾”的好帮手。当时,孙阳所在的机组第一时间派出派出一架垂直起降固定翼、2架多旋翼无人机对灾情严重的区域进行排查,在空中作业3天便完成了500千伏寿油线等3条线路860基铁塔以及300公里输电线路通道的巡检任务,为救灾提供了第一手资料。

未来将实现自动化巡检

山东电力在上月底,新增了289架次的无人机,总共持有无人机驾驶证的人员也已经从2013年的4人增至345人,无人机巡视规模已达7356公里。目前,山东电力正在推进无人机自动高精度绕塔巡视,自动充电及航线自动规划、巡视、分析缺陷等全过程智能化的场景应用。

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依托雷达高精度定位和大数据积累形成的无人机自动驾驶技术体系,未来的电力巡检将实现无人机“一键起飞”:机组人员可以在事先制作的高精度线行三维地图上规划好航线,应用厘米级实时定位技术,自动飞到指定位置,通过AI自动检测设备并发送回诊断结果数据,后台控制室即时掌握整个设备的运维情况。

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无人机航线规划

“以后手机上一点,无人机就能够像一个‘空中机器人’一样开始运作。按照航线起飞巡航,期间无需再人工操作,再结合人工智能图像识别的技术支撑,可以预见的是,无人机将更加智能化地代替一线电力工作人员的任务,尽可能让他们地远离高危作业环境。”孙阳说。

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