电力巡线解决方案
2008年08月28日 星期四
高效率的直升机电力巡线解决方案

技术背景
        很多输电线路所处的地理环境恶劣,利用直升飞机进行线路巡检能够提高工作效率,减少人员伤害。
        传统输电线路的巡查工作采用人工方式,劳动强度大、效率低、难于管理,尤其是对于一些无人区和交通死区,线路巡查更加困难,远远不能适应电网现代化管理的需求。目前,国内一些电网运维单位采用直升机进行电力巡线,搭载红外摄像仪、数码相机和摄影机等,获取线路走廊录像和照片,大大提高巡检的效率。
        但不论哪种方法,都很难精确判断线路走廊地物(比如植被等)到线路的距离,而线路对走廊地物(特别是树枝)闪络是很多线路安全事故的初始诱发因素。
解决方案
        桂能信息依托广西电力工业勘察设计研究院,在国内首家将机载激光雷达应用于电力巡线,并取得了理想的应用效果。在直升机上搭载激光雷达设备,可直接采集线路走廊高精度激光点云(点距高达0.3米)和高分辨率航空数码影像(分辨率高达0.1米),进而获得高精度三维线路走廊地形地貌,和线路设施设备空间信息,包括杆塔、挂线点位置、电线弧垂等。通过自主开发的软件,可精确、快速、自动化的量测线路走廊地物(特别是树木、交叉跨越)到电线的距离、导线线间距离等是否满足安全运行要求,对危险地物进行报警,并以平断面图和表格方式输出检测结果供线路人员进行危险排除。另外,高分辨率航空数码影像可供巡检人员判读输电线路和通道安全隐患和异常。
        在获取可见光、红外线数据的同时,获取激光雷达数据,可以更加全面的满足巡线的需要。
基于激光雷达巡线获取的数据,还可以实现:
  • 线路走廊植被管理、生长预测分析;
  • 线路资产三维可视化管理;
  • 线路热定额计算和增容分析。
  • 三维激光雷达系统设备构成及工作原理示意图(桂能信息)

    图 6.直升机载激光雷达     图 7. 铁塔激光点云数据


    危险点检测结果



    线路激光点云数据效果示意图

     
    基于激光雷达数据的线路走廊资产管理系统平台示意图
    技术优势
  • 快速采集线路走廊高精度的三维激光点云和高分辨率的航空数码影像,进而获得高精度、三维线路走廊地形地貌和线路设施设备空间信息,包括杆塔、挂线点位置、电线弧垂等;
  • 自主开发的、为激光雷达电力巡线度身定制的软件,可配置符合运行规程的检测参数,全自动进行危险地物(特别是树木、交叉跨越)检查、报警,并输出检测结果图表;
  • 激光点云可有效恢复线路走廊植被信息,可进行植被管理、植被生长预测等,为制定树木砍伐计划提供依据;
  • 以高精度和高分辨率的激光雷达数据为基础,进行实现线路走廊和设施设备三维重构,进而实现资产管理;
  • 成功案例
      源霸项目:2007年3月桂能信息承接华北电网北京超高压公司项目,对源霸双回输电线路进行直升机巡线,开创了国内直升机载激光雷达巡线的先河。2007年初突遇五十年不遇的暴风雪造成超高压输电线路的大面积放电,直接影响到首都北京的用电安全。桂能信息采用激光雷达技术快速获取了相关数据,仅在7天时间内就向客户提供了高质量数据成果,利用激光数据在不拉闸断电的情况下量测出了在5厘米精度范围内的线距,为抗击突发灾害提供了有利技术支持。
      海万项目:2007年4月桂能信息采用地面激光雷达设备对张家口海万输电线路电力线进行扫描,从而获取电力线相间距离,为电力设备安装提供决策支持。此项目属非接触式激光测距,安全快速,成本低,数据精确可靠,避免了传统人工上线带电作业的危险性和人为因素对测量结果的影响,数据成果更加客观、真实。