上天入地”的无人机

发布日期: 2024-11-25 信息来源:

11月20日,一架搭载红外双光摄像头的无人机从无锡220千伏西泾变电站机巢缓缓升空,沿着220千伏西惠线、110千伏泾义线通道灵活飞行。与常规巡视任务不同,这是一次“架空+电缆”混合线路自主巡视。

近年来,为配合城市建设需要,越来越多架空线路“隐入”地下,电缆数量和占比不断攀升。数据显示:无锡35千伏及以上电缆总长超1446千米,且以每年以5%~7%的速度增长,核心城区电缆化率接近80%;“架空+电缆”混合线路有307条,占全市输电线路总数的60%。

随之而来的是电缆运维工作量的剧增。同时,人员承载力与之不匹配的矛盾日渐突出。“据测算,在一线运维班组员工中,人均负责的电缆长度超100千米。”国网无锡供电公司电缆运检中心主任何光华介绍。仅靠单一的传统人工巡视方式,已无法适应这一庞大的运维需求。

党的二十届三中全会提出,“支持企业用数智技术、绿色技术改造提升传统产业”。此前,无人机在架空线路巡视中已广泛应用,能否将其巡视场景进一步拓展到电缆?

答案并不简单。“架空线路与电缆在设备特性、运行环境上存在显著差异,现有的无人机巡视策略无法直接‘移植’过来,需要根据实际制定新的技术方案。”无锡供电公司设备部副主任陈俊宇说。

电缆一般包括地面通道和地下敷设部分。其中,地面通道的无人机巡视是一大难点。巡视架空线路时,无人机通常在50至100米高度飞行,航迹固定且飞行区域通畅。但在巡视电缆通道时,为观察地面施工开挖等情况,防止外力破坏电缆,无人机需要保持在15米内低空飞行,易受树木、建筑物及鸟类、飘浮物等干扰,难以预先规划航迹。

为填补这一空白,今年8月起,无锡供电公司与方天公司组建了跨学科创新团队,自主研发了自适应点云疏密矩阵采集技术。“这项技术可以智能辨识飞行路径内的复杂环境,对建筑物、树木等进行数字孪生建模,并结合实际拍摄数据动态调整修正模型。与智能动态航迹规划算法、避障传感器配合使用后,如同为无人机装上了‘大脑’和‘眼睛’,使其能够主动规避障碍物安全飞行。”无锡供电公司电缆运检中心技术员周宇丰介绍。

在10月31日的首次试点飞行验证中,无人机仅用35分钟就完成了6公里“架空+电缆”混合线路的巡视,覆盖9处输电杆塔、1处电缆终端杆。而在以往,同样的工作量,至少需2名巡视人员花费2小时。至今,无锡供电公司已完成了8次混合线路的无人机自主巡视。

不仅如此,无人机巡视范围还深入至电缆隧道内部,向“上天入地”更多场景延伸。

电缆地下敷设方式有多种,其中直埋、排管、电缆沟深不足1米,而电缆隧道通常深达7~8米。早在2020年,无锡供电公司就开始了隧道无人机自主巡视技术研究,先后攻克了高精度定位、精准避障、实时通信3项技术难点,建立了包含13大类40小类的巡视样本库。2022年起,该项技术逐步成熟后,已在省内外总长214.8公里的电缆隧道内应用。

继架空线路和电缆之后,无锡供电公司正在探索将无人机巡视拓展至变电站。“我们致力于通过持续的技术创新,推动实现无人机在不同巡视场景下的‘一机通用’,为构建更加安全、高效、智能的电网运维体系贡献力量。”何光华表示。

 

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