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无人机能不能在变电站开展巡检?

background 无人机能不能在变电站开展巡检? 无人机能不能在变电站开展巡检?

随着近年来电网飞速发展,采用多旋翼无人机巡检变电站设备也有效地提高了巡检工作质量。

那么,无人机是如何克服强电磁干扰,实现高压线路、变电站巡检的呢?

Q1:高压电力线路及变电设备的电磁场对无人机飞行有影响吗?

无人机在变电站开展巡检

各大厂商无人机使用说明书基本上都有类似的说明:无人机一定要远离强电磁环境飞行,否则会干扰无人机的指南针或者无线电信号,造成无人机进入姿态模式,使得无人机无法稳定悬停或者飞行。

笔者从事的工作,就是专门把无人机弄到电磁场环境开展巡检作业,事实证明,确实如各大厂商所言,干扰是肯定存在的,只不过在什么时候干扰,多近的距离会被干扰,目前国内外,无人给出量化指标,我们有科技项目在研究,目前尚未有具体的结果。最终应该有这样的结果:

*型号的飞机,*kV,*A电流,罗盘数据与距离的曲线关系(距离是指飞机与被拍摄对象的距离)

*型号的飞机,*kV,*A电流,GPS数据与距离的曲线关系

*型号的飞机,*kV,*A电流,遥控信号数据与距离的曲线关系

Q2:电磁主要会干扰无人机的什么传感器数据?

指南针数据,学术一点就是磁罗盘数据,以DJI无人机为例,指南针分为三个方向的向量,有一个综合模值。一般指南针的模值低于2000,飞机还基本能接受,但是就笔者对飞机log日志数据的分析,基本上模值在1500以上,飞机就会时不时出现“指南针受干扰”的情况,让人手忙脚乱。

在电磁场环境,干扰的强烈程度主要和负荷大小有关,电力设备传输的能量越大,电磁场越强,飞机就容易受到干扰,如直流输电线路,或者低压高负荷的配网线路,就非常容易受到干扰。

Q3:电磁干扰这么大,飞机怎么还能在电网作业?

飞机怎么还能在电网作业?

干扰的程度与电磁场强度关系成正比,也与距离成反比,DJI的相机技术一直在进步,像素越来越高,焦距越来越长。实际上90%的情况在3-5米开外,电磁场干扰并不强烈,几乎不影响无人机的飞行。某些电网公司甚至直接要求无人机离带电设备的距离必须大于10米开外,这就基本避开了干扰的磁场圈子,一般作业问题不大。

Q4:遇到干扰怎么办?

受干扰后飞机一般进入姿态模式,就开始不听使唤的飘,分两种情况:

如果是FPV的状态下,目视是没法看到飞机,如果飞机的避障能力很强,基本上就可以避免撞击事件,如果运气不好,只能捡残骸了。出现悬停,慢慢操作,还是可以救出来,但对操作人员的技能水平要求比较高。

如果是近距离目视飞行,如果操作得当,飞机还是可以手动操控回来的,说实话难度也比较高,不是老司机,基本回不来,很多时候是帮倒忙。笔者噼里啪啦地撞过,但也有人品爆发的时候,飞机在线路中间来回穿2次还能安全回来的。

Q5:无人机能不能在变电站里面巡检?

答案是可以的,但是有些前提条件:

1)无人机的大小,说实话,个人只推荐精灵或御系列,再大体积不推荐,尤其是M200系列或者更大的飞机,重量上了7公斤,速度一快,还是很恐怖的,变电站的电磁环境过于复杂,大飞机还是免了。

2)飞行的对象必须要明确,靶向性强,不要向机器人学习,每一个仪表盘都要去拍摄,航点几百个,甚至几千个。无人机的续航时间毕竟有限,定位的精度也有限,想达到机器人同等的巡视点位数量及精度,还是不太可能,只能干它擅长的事情,如测温,构架巡检等。 世界上没有万能的机器,发挥各自的优势,就是最好的选择。

3)如果要开展无人自动化巡检,自动化机场得上。大规模上不是2019年,甚至最早也到2020年年底或者2021年再上。目前,笔者除了对自动化机场的可靠性比较担心之外,对飞机本身的情况也很担心,就笔者开展了大规模的无人机自动驾驶作业来说,飞机可能更加关键,很多问题在飞机上,并不一定在自动化机场上,有可能机场一切正常,飞机可能不能每次都按照指令起飞,这里面有多少坑,真是一言难尽,找时间另开篇章啰嗦一遍才行。

4)无论是手动飞,还是自动飞,航线一定要规划,笔者推荐开展自动驾驶飞之前,一步步来,第一次要手动飞机检测磁场干扰情况、规划航线、安全距离校验、航线模拟飞行,一步都不能少,跟变电操作票一样,逻辑不能错、不能漏、不能少。

使用RTK技术进行无人机变电站巡检

使用RTK技术进行无人机变电站巡检

将RTK定位技术应用到无人机中,使得无人机具有高精度的定位及抗磁干扰能力。

当无人机进入变电站等强干扰的飞行区域时,即使无人机使用RTK定位技术,强大的磁场依然会干扰无人机的电子罗盘,使其无法准确判断航向,导致悬停位置发生偏移,增加飞行危险性。

针对此种情况,将双天线测向技术应用到无人机RTK定位技术上。原有的无人机RTK定位技术只有一根天线,仅能获得流动站与基准站的精准位置关系,无法提供准确的流动站航向信息。而双天线测向技术在流动站一根天线的基础上另外又增一根天线,流动站分别将两路信号接收解算后,以其中一路接收天线的数据做基准,向另一路接收天线发送解算修正信息,完成天线2跟天线1的相对精准定位,从而获得两根天线之间的相对矢量。

该矢量经过数据处理后可为无人机提供航向信息,使无人机获得高精度的二维信息,即位置与航向信息。天线之间的相对距离越远,定向精度越高。

利用无人机机载设备拍摄红外和可见光照片,对变电站开展全站红外普查和高处构架电气设备及连接部件的精细化巡检。

利用无人机特有的高空角度优势,在不同位置对设备进行全方位检查,特别是高处金具裂纹、缺销子等地面巡检难以发现的隐患,及时消缺,确保设备安全稳定运行。

RTK技术在变电站巡检中的应用,为无人机带来了更强大的抗磁干扰能力与精准定位能力,即使在变电站等磁场干扰较强的区域,也依然能靠近电力设施,在电子罗盘受扰后提供精准航向信息,保证定位精度,降低飞行风险、提高作业效率,有效解决了无人机在变电站巡检工作的可靠性,对变电站人工和机器人巡检进行有限的补充。

无人机能不能在变电站开展巡检?认证作者,无人机行业知名站长,知乎无人机专栏创作者。
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评论列表(1条)

  • woiwrj
    大毛无人机 2020年11月19日 上午10:15

    无人机能不能在变电站开展巡检?答案是可以的