【電力巡檢解決方案】線路優化_電力巡線_線路資產管理-華測導航

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      電力巡線解決方案
      面對已建成的電力網絡,需要有效地對其進行巡線管理,以確保電力的安全輸送。傳統的巡線方法存在數據不直觀、精度低、再利用程度不高、作業強度大、作業周期長以及地形復雜地區難以工作等缺點。
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      系統特點


      多平臺激光雷達系統具有快速獲取高精度激光點云和高分辨率數碼影像的優點,可以獲得輸電線路相關距離測量的數據,如通道內的樹竹房障、交叉跨越(輸電線路、高速、河流等)、導地線弧垂及桿塔各部件之間的安全距離等。系統無論對新建線路的走向選擇設計,還是對已建線路的危險點巡線檢查、線路資產管理以及各種專業分析,都帶來了傳統測繪手段所不具備的應用模式和技術優勢。 

      激光雷達電力巡線解決方案,華測激光雷達電力巡線可實施性方案

      解決方案
      近年來,隨著中國經濟建設的高速發展,用電需求高速增長,對電網建設的需求亦日益強烈。與此同時,面對已建成的漫長電力網絡,如何有效地對其進行管理,以保證電網的正常運行,確保電力的安全輸送,亦顯得更加重要。一次停電事故的發生不但給電網經營企業的經濟效益帶來損失,而且對電力用戶和整個社會都將造成嚴重的影響。

       機載激光雷達系統在電力巡線中的應用


      1、 現狀及困難  

      由于國內電網不斷擴大,長距離輸電線路如特(超)高壓線路增長迅速,而且很多的輸電線路分布在崇山峻嶺之中,為了日常電力線的維護、更新電力臺賬數據、防止電力事故的發生等工作,需要對電力線進行日常的巡查工作。目前,電力巡線工作主要由電力工人翻山越嶺,采用人工觀察或者無人機影像查看對現有電力線進行巡查,存在作業強度大、作業周期長,數據不直觀、精度低、再利用程度不高以及地形復雜地區難以工作等缺點。


      華測激光雷達在電力巡線作業中的作用,傳統電力巡檢方式 

      傳統電力巡檢方式


      2、 項目優勢  

      (1)應用優勢

      機載激光雷達系統由于具有快速獲取高精度激光點云和高分辨率數碼影像的優點,無論對新建線路的走向選擇設計,還是對已建線路的危險點巡線檢查、線路資產管理以及各種專業分析,都帶來了傳統測繪手段所不具備的作業模式和技術優勢。其主要應用如下:

      ① 新建線路的驗收及原始檔案的建立。主要包括:線路通道(樹木房屋)、交叉跨越(輸電線路、高速、鐵路等)、桿塔本體(各部件安全距離、傾斜等)、導地線弧垂及線間距離等。

      ② 對運行中的輸電線路,測量導線與樹竹、新建房屋等的安全距離,對樹竹的生長趨勢進行判斷等,大負荷高溫等情況導地線弧垂的檢測和交叉跨越點線間距的測量。

      ③ 帶點作業前校核桿塔各部件之間的安全距離測量。如塔窗結構尺寸、導線間安全距離等。 


      (2)設備概況

      機載激光雷達掃描測量系統集成了激光傳感器、定位定姿系統、高分辨率數碼相機、計算機控制單元、無人機飛行平臺等,具有集成度高、質量輕、數據精度高、運行成本低、使用限制少、操作維護簡單、快速拆裝、方便攜帶等特點。

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      機載激光雷達系統

      AS-100多平臺激光雷達系統參數,華測激光雷達電力巡線所需設備,多平臺激光雷達應用于電力巡線的解決方案 

      AS-100多平臺激光雷達系統參數

      (3)解決方案

      通過無人機搭載激光雷達系統獲取真實點云數據,為輸電線路監護人員提供數據基礎,通過專業電力三維激光點云軟件處理,以電力走廊內的關鍵對象—電力線與電力塔為核心,發現輸電線路設施設備異常和隱患,以及線路走廊中被跨越物對線路的威脅。標識高大植被、高層建筑、穿越線路等關注地物,分析相互之間的拓撲關系與相互作用,輸出圖表提示危險排查區域,檢測建筑物、植被、交叉跨越等對線路的距離是否符合運行規范。


      航線規劃及數據采集

      航線的規劃工作是決定飛行掃描測量成果質量的關鍵因素,規劃完成通過自動或者手動控制的方式,對輸電線路進行飛行掃描測量和成像,獲得高精度點云和影像數據。


      AS-100多平臺激光雷達航線規劃及數據采集,激光雷達電力巡線中的數據采集步驟

      數據采集

       AS-100多平臺激光雷達點云數據,激光雷達電力巡線中的高精度點云數據展示


       高精度點云數據



      數據分析

      將點云導入到專業電力點云分析軟件中進行處理。利用機載激光雷達獲取的高精度點云,快速獲得高精度三維線路走廊地形地貌、線路設施設備,以及走廊地物(包括電塔、塔桿、掛線點位置、電線弧垂、樹木、建筑物等)的精確三維空間信息和三維模型。根據輸電線路安全距離的要求,可分析線路走廊內導線與植被、建筑物、交叉跨越等凈空距離,進而確定線路運行狀態是否安全,并對超過預定安全距離的危險點形成報表并進行標識提示,最大限度的發揮系統的輸電能力。


      ① 三維立體及快速剖面查看


      電力線路俯視圖,華測激光雷達電力巡線在中的電力線路俯視圖成果展示 

      電力線路俯視圖


      電力線路剖面圖,華測激光雷達電力巡線中的電力線路剖面圖,激光雷達電力巡線解決方案 

      電力線路剖面圖


      ② 三維量測分析

      實現對線路任意點距離量測、面積量測。能夠直接精確測量出輸電線路各點的坐標、高程、任意兩點間空間距離、任意點高程等;能夠精確測量電力線相間距離,為間隔棒的制作與安裝提供精確尺度。


      激光雷達應用于電力巡線的過程,電力巡線中的三維量測,華測激光雷達電力巡線解決方案

      三維量測


      ③ 濾波與地物分類

      實現激光點云的濾波處理和點云分類,將點云數據劃分為地表點云、輸電本體點云及走廊內地物點云等幾類。提高數據生產效率, 消除了數據濾波以及坐標轉換等費時的工作,實現自動化數據處理過程,節省了重要的時間和資源。


      激光雷達電力巡線 分類點云圖,激光雷達電力巡線濾波和地物分類,激光雷達應用于電力巡線的解決方案 

      分類后點云

      ④ 三維建模

      自動化三維地形重建技術,通過激光點云濾波結果,生成高精度的數字高程模型DEM,實現線路走廊三維地形還原。


      ⑤ 電力線提取

      利用分類后的線路走廊地物的激光點云,跟蹤相鄰點云數據,將同一條線路上的點云數據識別出來,并輸出矢量化的電力線成果。


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      電力線提取


      ⑥ 電力安全運行分析

      直接基于激光點云數據精確量測線路走廊地物(特別是樹木、房屋、交叉跨越)到導線的距離是否滿足安全運行要求。按照相關標準設置這些地物點到電線的安全距離要求,進而自動進行安全距離檢測計算,一旦該類別地物到電線的距離不符合相關要求,則自動報警,匯總輸出危險點統計圖表,以便于運行維護人員野外現場檢修。


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      分析統計信息


       缺陷點檢測

      缺陷點檢測


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      交叉跨越


      除了檢測當前危險點信息,還可進行風偏、高溫、覆冰等模擬分析,查找最大危險點。


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      最大風偏


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      覆冰模擬


      3、 總結與展望  

      在新的經濟及科技環境下,生產效率關乎企業的生存和發展,伴隨著電網公司信息化建設的推進以及信息化規劃的開始,信息化的推廣為提升工作效率和工作質量起到了很大的作用。通過無人機激光雷達進行電力巡線,使得外業巡線水平持續提升,能夠改善巡檢數據的有效性和準確性,提升業務運作的效率和決策的科學性和準確性,最終提高企業的經濟效益。



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