Measurement of Power Line Sagging Using Sensor Data of a Power Line Inspection Robot

Abstract

L'exploitation de lignes de transport d'énergie à haut rendement sans défaillance revêt une grande importance dans le monde actuel dépendant de l'électricité. Les problèmes qui peuvent survenir dans les lignes de transport d'électricité sont la cause de nombreuses défaillances, non seulement dans la vie industrielle, mais aussi dans la vie quotidienne. L'une des causes les plus importantes des problèmes rencontrés dans les lignes électriques est le changement de la quantité d'affaissement. Le changement de quantité d'affaissement provoque des ruptures de ligne et une perte d'efficacité énergétique. Ce problème, qui est fréquemment rencontré en raison des changements saisonniers et climatiques, est l'un des problèmes majeurs de continuité de la ligne électrique. Le calcul de la flèche contient des paramètres incertains et variables qui peuvent changer de manière saisonnière, climatique et/ou structurelle, tels que le poids par unité de longueur du conducteur, la composante horizontale de la tension, la tension totale, etc. Dans ce cas, il est difficile de calculer un montant d'affaissement précis et fiable. L'affaissement des lignes électriques est généralement calculé théoriquement ou mesuré sur site par le personnel en charge. Dans cette étude, une nouvelle approche est présentée pour mesurer la quantité d'affaissement en utilisant les données de capteur d'un robot d'inspection de ligne électrique, de manière précise et fiable. Le robot d'inspection se déplaçant sur la ligne électrique peut être contrôlé à distance et envoyer des données de capteur. L'affaissement est mesuré avec une erreur de moins de 2 pour cent dans le champ d'essai de laboratoire en utilisant cette technique.

La operación de líneas de transmisión de energía con alta eficiencia sin fallas tiene gran importancia en el mundo actual dependiente de la electricidad. Los problemas que pueden ocurrir en las líneas de transmisión de electricidad son la causa de fallas en muchas operaciones no solo industriales sino también en la vida diaria. Una de las causas más importantes de los problemas encontrados en las líneas eléctricas es el cambio en la cantidad de flacidez. El cambio de la cantidad de flacidez provoca roturas de línea y pérdida de eficiencia energética. Este problema, que se encuentra con frecuencia debido a los cambios estacionales y climáticos, es uno de los principales problemas de continuidad en la línea eléctrica. El cálculo del pandeo contiene parámetros inciertos y variables que pueden cambiar estacionalmente, climáticamente y/o estructuralmente como el peso por unidad de longitud del conductor, la componente horizontal de tensión, la tensión total, etc. En este caso, es difícil calcular una cantidad de SAG precisa y fiable. La flacidez de las líneas eléctricas generalmente se calcula teóricamente o se mide en el sitio por el personal a cargo. En este estudio, se presenta un nuevo enfoque para medir la cantidad de pandeo mediante el uso de datos de sensores de un robot de inspección de líneas eléctricas, de manera precisa y confiable. El robot de inspección que se mueve en la línea eléctrica se puede controlar de forma remota y enviar datos del sensor. La flacidez se mide con un error de menos del 2 por ciento en el campo de pruebas de laboratorio mediante el uso de esta técnica.

The operation of energy transmission lines with high efficiency without failure has great importance in today's electricity-dependent world. Problems that may occur in electricity transmission lines are failure cause of many operations not only industrial but also daily life. One of the most important causes of the problems encountered in power lines is the change in the amount of sagging. The change of sagging amount causes line breaks and losing energy efficiency. This problem, which is frequently encountered due to seasonal and climatic changes, is one of the major problems of continuity in the power line. The calculation of sag contains uncertain and variable parameters that can change seasonally, climatically and/or structurally such as weight per unit length of the conductor, the horizontal component of tension, total tension, etc. In this case, it is difficult to calculate a precise and reliable sag amount. The sagging of power lines is generally calculated theoretically or measured on-site by the personnel in charge. In this study, a new approach is presented to measure the sag amount by using sensor data of a power line inspection robot, precisely and reliably. The inspection robot moving on the power line can be remotely controlled and send sensor data. The sagging is measured with an error of less than 2 percent in the laboratory test field by using this technique.

إن تشغيل خطوط نقل الطاقة بكفاءة عالية دون عطل له أهمية كبيرة في عالم اليوم الذي يعتمد على الكهرباء. المشاكل التي قد تحدث في خطوط نقل الكهرباء هي سبب فشل العديد من العمليات ليس فقط الصناعية ولكن أيضًا الحياة اليومية. أحد أهم أسباب المشاكل التي تواجهها خطوط الكهرباء هو التغير في مقدار الترهل. يؤدي تغير الكمية المترهلة إلى انقطاع الخطوط وفقدان كفاءة الطاقة. هذه المشكلة، التي كثيرا ما تواجه بسبب التغيرات الموسمية والمناخية، هي واحدة من المشاكل الرئيسية للاستمرارية في خط الكهرباء. يحتوي حساب SAG على معلمات غير مؤكدة ومتغيرة يمكن أن تتغير موسمياً و/أو مناخياً و/أو هيكلياً مثل الوزن لكل وحدة طول للموصل، والمكون الأفقي للتوتر، والتوتر الكلي، إلخ. في هذه الحالة، من الصعب حساب كمية تباطؤ دقيقة وموثوقة. يتم حساب ترهل خطوط الطاقة بشكل عام نظريًا أو يتم قياسه في الموقع من قبل الموظفين المسؤولين. في هذه الدراسة، يتم تقديم نهج جديد لقياس كمية SAG باستخدام بيانات المستشعر لروبوت فحص خط الطاقة، بدقة وموثوقية. يمكن التحكم عن بعد في روبوت الفحص المتحرك على خط الطاقة وإرسال بيانات المستشعر. يتم قياس الترهل بخطأ أقل من 2 في المائة في مجال الاختبار المعملي باستخدام هذه التقنية.