CN102591355A - 无人机电力巡线安全距离检测方法 - Google Patents

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CN102591355A CN2012100441240A CN201210044124A CN102591355A CN 102591355 A CN102591355 A CN 102591355A CN 2012100441240 A CN2012100441240 A CN 2012100441240A CN 201210044124 A CN201210044124 A CN 201210044124A CN 102591355 A CN102591355 A CN 102591355A
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Abstract

本发明公开了一种无人机电力巡线安全距离检测方法：(1)根据不同电压等级的待检高压输电线路的电磁场特点进行分析，建立相应的电磁场仿真计算模型；(2)确定电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备，以及巡检前做航路规划时所用测量设备的最大误差；(3)根据所确定的电子设备正常工作时对电磁场的要求，利用不同电压等级高压输电线路的电磁场仿真计算模型及电磁场仿真计算软件，计算无人机对各高压输电线路进行巡线作业时，在距输电导线不同距离时电磁环境的异同，从而确定无人机与输电导线的安全距离的范围；(4)无人机择根据确定好的各待检输电线路的安全距离，进行巡线，避免输电导线电磁场造成设备工作失常、飞行通讯干扰、飞行任务失败等情况，保证飞行的安全、稳定、可靠。

Description

无人机电力巡线安全距离检测方法
技术领域
本发明涉及一种无人机电力巡线安全性的技术，特别涉及一种ZN-2型无人机电力巡线安全距离检测方法。
背景技术
现今的无人机不光仅是在军事上的运用，它更为广泛运用与诸如电力、地面交通管制、海港监控、自然资源遥感、气象服务等方面。由于无人机系统必须依靠数据通信来完成任务，实际中复杂电磁环境所形成的干扰对其使用范围和性能有着决定性的影响。如何判断无人机及其搭载的使用设备在一定的电磁环境下能否安全无误地工作，成为一个亟待解决的重要课题。
目前，国内外对高压输电导线电磁环境的研究和分析已取得了一定的成果，但主要的研究方向是高压输电导线电磁环境对离地2m范围内人体和线路查修维护等接触高压输电导线的工作人员的影响，以及对地面部分电子仪器等的干扰情况。高压输电导线电磁环境对于有人机、无人机的影响还停留在文字说明和概述分析的层面，尤其对用于电力巡线的无人机在进行巡线作业时的安全可靠性的影响、所搭载的电子设备的干扰及巡线作业安全距离的评测，尚未有相关专利、论文发表。
无人机上搭载各种电子设备，如卫星定位系统、惯性组合导航系统等，及用来传输检测数据信息和规划控制指令的数据传输系统，均可能受到电磁干扰，受强烈电磁干扰后，会出现杂波导致数据不准备甚至设备失灵，无法完成对输电线路的巡检任务，甚至有可能发生坠机事故，后果不堪设想。而无人机的起飞升空、空中飞行、执行任务、完成任务返航、降落等所有过程均需要机组操控人员完成，没有驾驶员但又要完成各项检测任务，并需要适应地形、气象、电磁等环境，是非常复杂的。尤其电力巡线的无人机在进行电力巡线作业时，为了巡线所得的图像和视频清晰，距离带电线路相对较近，由于高压导线产生强电磁场，若无人机飞行距线路超过一定的范围则会产生极大影响，存在无法预测的安全隐患，因此如何选择无人机的安全飞行区域，保障其巡检安全性，对无人机和电网系统来讲一个非常重要且需要迫切解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种无人机电力巡线安全距离检测方法，它主要针对不同电压等级的输电线路，建立不同的电磁场分析模型，进而计算无人机对不同电压等级输电线路进行巡线作业时，在距输电导线一定距离时电磁环境的异同，从而能够给出无人机对不同电压等级输电线路进行巡线作业时，与输电导线的安全距离的范围，降低无人机电力巡线作业时的危险系数，提高无人机电力巡线的可靠稳定性，保证人身、电网和设备的安全。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无人机电力巡线安全距离检测方法，它的步骤为：
(1)根据不同电压等级的待检高压输电线路的电磁场特点进行分析，建立相应的电磁场仿真计算模型；
(2)确定ZN-2型电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备，以及巡检前做航路规划时所用测量设备的最大误差；
(3)根据所确定的电子设备正常工作时对电磁场的要求，利用不同电压等级高压输电线路的电磁场仿真计算模型及电磁场仿真计算软件，计算无人机对各高压输电线路进行巡线作业时，在距输电导线不同距离时电磁环境的异同，从而确定无人机对该输电线路进行巡线作业时，与输电导线的安全距离的范围；
(4)无人机根据确定好的各待检输电线路的安全距离，进行巡线。
所述步骤(1)中，电磁场仿真计算模型为，根据实际输电线路所用典型塔型，对其进行简化：
1-1)大地为无穷大导体面，电位为0；
1-2)导线为无限长直平行地面的光滑圆柱体，导线表面为等位面；
1-3)忽略杆塔的影响，忽略导线、避雷线的端部效应和弧垂影响。
简化后，计算架空输电线路导线周围电场强度问题转化为平行多导体系统的二维交变电场计算问题，即对输电导线在导线横截面方向上建立二维模型。
【上述简化模型可参见：
IEEE Corona and Field Effects Subcommittee Report，Radio Noise Working G roup.A survey ofmethods for calculating transmission line conductor surface gradients[J].IEEE Transactions onApparatus and Systems，1979，PAS-98(6)：1996-2007.
国际大电网会议第36.01工作组.输电系统产生的电场和磁场[M].邵方殷等译.北京：水利电力出版社，1984.】
所述步骤(2)中，ZN-2型无人机上易受电磁干扰的电子设备主要包括：三轴数字磁场计、转速计、飞行平台飞控定位系统、陀螺仪、舵机；巡检前做航路规划时所用测量设备主要包括：线路打点GPS定位仪、测距仪等。总结无人机上易受电磁干扰的电子设备正常工作时对电磁场的要求，即得到保证无人机安全可靠地进行电力巡线作业的电磁场的范围；总结无人机搭载设备和航路规划时测量设备的误差，累计可得到实际应用中规划航路时所需考虑的最大距离偏差。
所述步骤(3)中，根据电力巡线无人机需离开导线一定距离进行巡检飞行的要求，在导线横截面所在平面上取若干平行于大地方向的水平线段，与导线同高度的线段上电磁场强度数值应为最大；在分析高压输电线路电磁环境对无人机巡线作业产生的影响时，在所建电磁场仿真计算模型中导线的同高度上取垂直于导线横截面的水平方向上一定长度的线段，导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的电磁场强度数值；再结合电子设备正常工作时对电磁场的要求，对以上结果进行分析确定无人机的安全距离。
所述步骤(3)中，安全距离的范围为，
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}
所得数据均采用进一取整法计数；
其中，l1、l2分别为根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的磁场强度，通过查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离；l3、l4为根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的电场强度，查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离；x1为无人机飞行平台飞控定位系统误差造成与规划线路偏差距离；x2为最大允许飞行风力造成偏离航线偏差距离；x3为测距仪的测距误差(航路规划时可采用望远镜式测距仪)；x4为线路打点GPS定位仪数据误差造成规划线路与实际预设位置距离偏差；v为无人机巡检的飞行速度；t为无线通讯系统最长延时；a1为单片机翼长度；a2为机头与主轴间距离；a3为机尾与主轴间距离。
更进一步的，本发明的无人机电力巡线作业时与输电导线的安全距离分析方法主要分为以下几个步骤：
(1)根据输电线路的电磁场特点做简单分析，主要针对电力巡线无人机的应用建立电磁场模型，仿真计算；
(2)分析电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备，以及巡检前做航路规划时所用测量设备的最大误差；
(3)结合电子设备正常工作时对电磁场的要求，分析高压输电线路电磁环境对用于电力巡线的无人机的巡线作业产生的影响；
(4)安全距离预测公式推导，根据确定的安全距离，完成巡线飞行。
其中，
步骤(1)中模型建立与仿真计算
结合实际输电线路所用典型塔型，对输电导线做仿真建模，并设定线路参数。仿真计算利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件，为便于计算，做如下的简化：
1-1)大地为无穷大导体面，电位为0；
1-2)导线为无限长直平行地面的光滑圆柱体，导线表面为等位面；
1-3)忽略杆塔等临近物体的影响，忽略导线、避雷线的端部效应和弧垂影响。
简化后，计算架空输电线路导线周围电场强度问题可转化为平行多导体系统的二维交变电场计算问题，即可对输电导线在导线横截面方向上建立二维模型。
步骤(2)中对各类设备的分析
对电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备进行分析，主要包括以下设备：三轴数字磁场计、转速计、飞行平台飞控定位系统、陀螺仪、舵机等。
总结各电子设备正常工作时对电磁场的要求，即得到可保证无人机安全可靠地进行电力巡线作业的电磁场的范围(对各型号的电力巡线无人机，所分析的电子设备及做的结果可能存在差异)。
确定巡检前做航路规划时所用测量设备，主要包括：线路打点GPS定位仪、测距仪等，及其分别最大误差；总结无人机搭载设备和航路规划时测量设备的误差，累计可得到实际应用中规划航路时所需考虑的最大距离偏差。
步骤(3)中电磁环境对电力巡线无人机的影响分析
电力巡线无人机一般要离开导线一定距离进行巡检飞行。若在导线横截面上取若干水平方向的线段，与导线同高度的线段上电磁场强度数值应为最大。因此，在分析高压输电线路电磁环境对用于电力巡线的无人机的巡线作业产生的影响时，可在所建模型中导线的同高度上取垂直于导线横截面的水平方向上一定长度的线段，导线可位于该线段的中间位置，计算该线段上的电磁场强度数值。
再结合电子设备正常工作时对电磁场的要求，对以上结果进行分析。
A安全距离预测公式推导
a巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析
分析无人机本身、巡线准备各个步骤及外界环境影响造成的各项误差，为尽可能保证飞行区域的安全性，将各部分误差均取最大值，主要包括：
无人机飞行平台飞控定位系统误差造成与规划线路偏差距离(步骤(2)分析，记为x1)；
最大允许飞行风力造成偏离航线偏差距离(记为x2)；
测距仪的测距误差(步骤(2)分析，记为x3)；
线路打点GPS定位仪数据误差造成规划线路与实际预设位置距离偏差(步骤(2)分析，记为x4)；
无线通讯系统最长延时(记为t)；
无人机巡检的飞行速度(记为v)。
B仿真结果分析
仿真结果分析主要有以下两个部分：
根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的磁场强度，假定仿真计算结果有100％的偏差(考虑仿真线路与实际线路可能在线路高度、相间距、排列方式、相序等方面有差别，尽可能叠加其参数偏差，理论上不超过100％)，查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离，分别记为l1、l2。
根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的电场强度，假定仿真计算结果有100％的偏差，查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离，分别记为l3、l4。
其中，l1、l2、l3、l4均采用进一取整法计数。
C其它数据
除以上数据外，还需要测量飞行平台的一些尺寸：单片机翼长度(记为a1)、机头与主轴间距离(记为a2)、机尾与主轴间距离(记为a3)。此类数据主要针对无人机体积较大，保持其整体均处于安全飞行区域内。
安全距离预测公式推导
由以上数据推断电力巡线无人机巡检时的基本安全距离为(所得数据均采用进一取整法计数)：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}
本发明的有益效果是：
(1)使用该方法计算巡线时的安全距离，并应用于电力巡检工程中，能够基本避免由于输电导线电磁场影响而造成的设备工作失常、飞行通讯干扰、飞行任务失败等情况。降低无人机电力巡线作业时的危险系数，提高无人机电力巡线的可靠稳定性，保证人身、电网和设备的安全。
(2)在无人机进行电力巡线前，按照“建模仿真→设备分析→数据处理计算→安全距离”的步骤，可得到无人机巡线时的安全飞行区域，进而确保无人机电力巡线工程化应用的安全。
(3)本发明包含不同的电磁场分析模型，这些模型主要针对不同电压等级的输电导线而建立，所建模型的优点在于：模型中导线的同高度上取垂直于导线横截面的水平方向上一定长度的线段进行计算，可以得到无人机与导线水平方向距离对应的最大电磁场强度，即在此模型下得到的安全距离适用于无人机相对该带电线路任意位置飞行时的安全保障，具有现场应用意义。
(4)发明总结了可用于ZN-2型无人直升机在巡检多种电压等级导线时的基本安全距离计算方法，提出了相应计算公式，该计算公式不仅可适用于ZN-2型无人直升机巡检实施例中所述电压等级线路，亦可根据其他选用的巡检系统的具体参数和所搭载设备仪器的正常工作电磁场范围要求，带入公式内相应参数进行计算，具有可扩展应用性。
附图说明
图1为实际500kV交流输电线路所用典型直线塔；
图2为500kV交流输电线路的典型电磁场仿真计算模型(导线与计算空间尺寸参数非等比例)；
图3为500kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图4为500kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图5为与500kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图6为与500kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图7为实际110kV交流输电线路所用典型直线塔；
图8为110kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图9为110kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图10为与110kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图11为与110kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图12为实际220kV交流输电线路所用典型直线塔；
图13为220kV交流输电线路某项导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图14为220kV交流输电线路某项导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图15为与220kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图16为与220kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图17为实际±660kV直流输电线路所用典型直线塔；
图18为±660kV直流输电线路某极导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图19为±660kV直流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图20为与±660kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图21为与±660kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图22为实际750kV交流输电线路所用典型直线塔；
图23为750kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图24为750kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图25为与750kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图26为与750kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图27为实际±800kV直流输电线路所用典型直线塔；
图28为±800kV直流输电线路某极导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图29为±800kV直流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图30为与±800kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图31为与±800kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线；
图32为实际1000kV交流输电线路所用典型直线塔；
图33为1000kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间磁场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与磁场强度大小的对应关系；
图34为1000kV交流输电线路某项导线单子导线周围空间电场强度计算结果放大图，图左上方图示为空间颜色与电场强度大小的对应关系；
图35为与1000kV导线等高的某点处，与导线距离和磁场强度大小的关系曲线；
图36为与1000kV导线等高的某点处，与导线距离和电场强度大小的关系曲线。
图37为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
图1-图6所示，以ZN-2型无人机巡检500kV输电导线为例，参照上述安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
其中，所述ZN-2型无人机采用专利号为ZL200920029519.7所述巡检架空线路线和杆塔用无人机直升机系统结构。
(1)500kV交流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图1所示实际500kV交流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线相间距：12400mm、12400mm；
b)输电导线距地高度：30000mm；
c)地线间距：20550mm；
d)地线距输电导线垂直高度：7800mm；
e)导线采用4×LGJ-400/35型号，导线半径：13.4mm；分裂间距：450mm；电导率：3.183×107S/m；
f)地线采用GJ-80型号，导线半径：5.7mm；电导率：5.075×106S/m。
g)仿真计算时，为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为3460A。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算，二维模型如图2所示。
图2所示为500kV交流输电线路的典型电磁场仿真计算模型。其中，1为计算边界，2为计算空间，3为过各项导线中心足够长线段，4为四分裂导线边项，5为四分裂导线中项，6为简化大地模型。为了清楚可见各项导线和简化大地模型，图中导线与计算空间尺寸参数非等比例绘制；图中过各项导线中心足够长线段是为了辅助分析计算仿真结果，仅在结果分析时存在。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备主要包括：
a)三轴数字磁场计
三轴智能数字磁场计是采用磁阻传感器原理测量磁场的强度和方向，在无人机上主要用于航向测量。其使用量程要求为正负2高斯(2×10-4T)。
b)转速计
转速计在无人机上主要用来测量旋翼的旋转速度。其工作原理基本等同于霍尔传感器，即利用磁力线切割产生电流的方法测量转速。其工作点的感应强度一般在十几到几十mT的数量级，选取飞机安全飞行区域内的磁场强度应小于5×10-5T。
c)飞行平台飞控定位系统
飞行平台飞控定位系统接收信号的频率一般大于1000MHZ，远大于我国一般输电线路采用的50HZ。因此输电线路正常情况下周围的电磁场辐射不会影响飞行平台飞控定位系统的工作。
d)陀螺仪
陀螺仪是测量飞机相对惯性空间的转角或角速度的装置，主要用来展示飞机的飞行姿态和航向。陀螺仪是利用磁场的动态变化获得飞机飞行的数据，其要求的工作磁场动态范围为正负1.9高斯(1.9×10-4T)。
e)舵机
舵机是飞行控制系统的重要组成部分，也是飞机的执行机构，飞机的各种运动都要靠舵机带动舵面偏转来实现。舵机中易受电磁场干扰的部分为无刷电机中的磁阻传感器，其工作要求的磁场范围为正负6高斯(6×10-4T)。
f)电流变效应(各设备的组成材料，尤其是液体材料，均可能受到此效应影响。)
电流变液在电场的作用下，其粘度会产生明显的变化，不只使流体变稠，甚至凝固而变成塑性体，并具有抗剪切降伏能力。当电场消失时，电流变液立即变稀并迅速恢复原有的液体状态，这种变化成为电流变效应。其广泛应用于航空工业、汽车工业、控制工程、机器人及液压工程等行业，应用于避震器、减震阻尼器、制动器、离合器、机械臂、液压控制阀等元件。使用电流也变的装置系统重量轻、反应快、噪音小、耗能低，且容易控制，在工程应用上是极具价值的新材料。
无人机的元器件目前尚未引进电流变液，但电流变效应说明，电场强度达到一定数值，会影响材料的特性，引起一定性能变化，无人机飞行的首要条件为稳定，不希望出现性能波动。为保证其安全飞行，需选择电场强度小于1kV/mm(即1×106V/m)的区域，不会发生电流液变效应。
综上所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m(不包括搭载其他系统或另作他用的无人机飞行平台)。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m×100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：107.6m；
b)垂直方向高于输电导线：70m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图3、图4所示为一项导线单子导线周围电磁场强度的放大图，由图3、图4可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为1.3462×10-2T，电场强度E的最大值为2.7861×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为2.5766×10-8T，E最小值为7.7064V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段(即图2中所示过各项导线中心足够长线段)，三相导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图5、图6。图5、图6中，横轴为水平方向上坐标，三相导线的位置分别处于下图97.6m、110m、122.4m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检500kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析(大量巡检试验数据总结)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
b)分析仿真数据结果，对500kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为8m、8m、1m、1m。
c)对ZN-2型用于电力巡线无人机分析：
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
d)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对500kV交流输电线路巡检的基本安全距离为(式1)：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝24m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检500kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例2：
图7-图11中，以ZN-2型无人机巡检110kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)110kV交流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图7所示实际110kV交流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线相间距：6500mm、6500mm；
b)输电导线距地高度：10500mm；
c)地线间距：9800mm；
d)地线距输电导线垂直高度：3400mm；
e)导线采用LGJ-150型号，导线半径：8mm；电导率：3.29*107S/m；
f)地线采用GJ-35型号，导线半径：3.9mm；电导率：7.353*106S/m。
g)仿真计算时，为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为445A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为160m×50m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：73.5m；
b)垂直方向高于输电导线：39.5m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图8、图9所示为一项导线周围电磁场强度的放大图，由图8、图9可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为1.0930×10-2T，电场强度E的最大值为2.1375×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为2.7826×10-9T，E最小值为2.2920×10-2V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向150m的线段，三相导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图10、图11。图10、图11中，横轴为水平方向上坐标，三相导线的位置分别处于下图68.5m、75m、81.5m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检110kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对110kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为2m、2m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对110kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝18m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检110kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例3：
图12-图16中，以ZN-2型无人机巡检220kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)220kV交流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图12所示实际220kV交流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线相间距：11000mm、10992mm；
b)输电导线距地高度：14500mm；
c)地线间距：17300mm；
d)地线距输电导线垂直高度：4900mm；
e)导线采用2*LGJ-240型号，导线半径：10.8mm；分裂间距：400mm；电导率：3.068*107S/m；
f)地线采用GJ-50型号，导线半径：4.5mm；电导率：9.8964*106S/m。
g)仿真计算时，为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为1220A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m*100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：109m；
b)垂直方向高于输电导线：85.5m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图13、图14所示为一项导线周围电磁场强度的放大图，由图13、图14可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为1.1465×10-2T，电场强度E的最大值为2.1579×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为4.4205×10-9T，E最小值为9.2965×10-1V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段，三相导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图15、图16。图15、图16中，横轴为水平方向上坐标，三相导线的位置分别处于下图99m、110m、121m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检220kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对220kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为4m、4m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对220kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝20m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检220kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例4：
图17-图21中，以ZN-2型无人机巡检±660kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)±660kV直流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图17所示实际±660kV直流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线极间距：20500mm；
b)输电导线距地高度：45070mm；
c)地线间距：10700mm；
d)地线距输电导线垂直高度：14930mm(忽略地线绝缘子串长度)；
e)导线采用4*JL/G3A-1000/45型号，导线半径：21.4mm；分裂间距：500mm；电导率：3.342*107S/m；
f)地线采用LBGJ-150-20AC及OPGW-150两种型号，导线半径：7.875mm、8.15mm；电导率：1.161*107S/m、2.161*107S/m。
g)由于±660kV直流线路的唯一性，仿真计算时，设定输电导线的输电电流为该线路计划设定的最大电流值，为3030A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m*100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：109.75m；
b)垂直方向高于输电导线：55m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图18、图19所示为一极导线周围电磁场强度的放大图，由图18、图19可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为7.5169×10-3T，电场强度E的最大值为2.1674×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为5.1265×10-7T，E最小值为3.3067V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段，两极导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图20、图21。图20、图21中，横轴为水平方向上坐标，两极导线的位置分别处于下图99.75m、120.25m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检±660kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对±660kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为4m、4m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对±660kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝20m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检±660kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例5：
图22-图26中，以ZN-2型无人机巡检750kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)750kV交流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图22所示实际750kV交流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线相间距：17400mm、17400mm；
b)输电导线距地高度：44800mm；
c)地线间距：30400mm；
d)地线距输电导线垂直高度：11800mm；
e)导线采用6*LGJ-400/50型号，导线半径：13.815mm；分裂间距：400mm；电导率：3.0622*107S/m；
f)地线采用GJ-80型号，导线半径：5.7mm；电导率：5.075*106S/m。
g)仿真计算时，为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为5190A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m*100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：102.6m；
b)垂直方向高于输电导线：55.2m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图23、图24所示为一项导线周围电磁场强度的放大图，由图23、图24可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为1.3371×10-2T，电场强度E的最大值为2.7319×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为1.0321×10-7T，E最小值为3.5249V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段，三相导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图25、图26。图25、图26中，横轴为水平方向上坐标，三相导线的位置分别处于下图92.6m、110m、127.4m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检750kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对750kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为11m、11m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对750kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝27m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检750kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例6：
图27-图31中，以ZN-2型无人机巡检±800kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)±800kV直流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图27所示实际±800kV直流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线极间距：23800mm；
b)输电导线距地高度：66000mm；
c)地线间距：28800mm；
d)地线距输电导线垂直高度：15000mm(忽略地线绝缘子串长度)；
e)导线采用6*ACSR-720/50型号，导线半径：18.12mm；分裂间距：450mm；电导率：3.242*107S/m；
f)地线采用LBGJ-180-20AC及OPGW两种型号，导线半径：8.75mm、8.75mm；电导率：1.165*107S/m、1.7637*107S/m。
g)为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为4000A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m*100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：108.1m；
b)垂直方向高于输电导线：44m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图28、图29所示为一极导线周围电磁场强度的放大图，由图28、图29可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为7.8722×10-3T，电场强度E的最大值为2.1173×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为1.0221×10-6T，E最小值为6.8586×10-4V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段，两极导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图30、图31。图30、图31中，横轴为水平方向上坐标，两极导线的位置分别处于下图98.1m、121.9m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检±800kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对±800kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为19m、19m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对±800kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝35m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检±800kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。
实施例7：
图32-图36中，以ZN-2型无人机巡检1000kV输电导线为例，参照安全距离分析方法说明，计算其安全飞行区域。
(1)1000kV交流线路周围空间电磁场模型的建立
选择如图32所示实际1000kV交流输电线路所用典型直线塔见的输电导线做仿真建模。
设定参数如下：
a)输电导线相间距：23150mm、23150mm；
b)输电导线距地高度：58000mm；
c)地线间距：58900mm；
d)地线距输电导线垂直高度：13000mm；
e)导线采用8*LGJ-500/35型号，导线半径：15mm；分裂间距：400mm；电导率：3.238*107S/m；
f)地线采用OPGW-175型号，导线半径：8.75mm；电导率：1.7637*107S/m。
g)仿真计算时，为了得到此电压等级输电线路可能会产生的最大电磁场影响，设定输电导线的输电电流为型号导线可承受最大电流值，为7728A。
同实施例1中所示二维模型，利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件仿真计算。
(2)ZN-2型用于电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备分析
同实施例1中所述，电子设备正常工作时要求磁场强度小于5×10-5T，电场强度小于1×106V/m。
(3)仿真计算及结果说明
选取仿真区域为240m*100m，即距离输电导线最大距离：
a)水平方向：96.85m；
b)垂直方向高于输电导线：42m。
利用Ansoft Maxwell电磁场计算软件进行仿真计算，得到以下结果：
图33、图34所示为一项导线周围电磁场强度的放大图，由图33、图34可知：整个计算空间内，磁场强度B的最大值为1.8141×10-2T，电场强度E的最大值为2.5144×106V/m，均主要出现在子导线表面处；B最小值为2.3943×10-11T，E最小值为0V/m，均分布在离导线较远的空间。
进而计算水平方向与导线一定距离范围内的电磁场强度。在导线的同高度上取水平方向220m的线段，三相导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的B、E值。得到下图35、图36。图35、图36中，横轴为水平方向上坐标，三相导线的位置分别处于下图86.85m、110m、133.15m处；纵轴为电场强度值。可得与导线水平方向距离处电磁场强度的具体数值对应关系(数据量过大，不一一列举)。
(4)ZN-2型无人机巡检1000kV输电导线时安全飞行区域的建议
a)对ZN-2型用于电力巡线无人机巡线各个步骤及外界环境影响的误差分析，及电力巡线无人机分析(同实施例1)：
x1+x2＝7m
x3+x4＝1m+3m＝4m
v×t＝10m/s×300ms＝3m
a1＝106cm，a2＝68cm，a3＝144cm.
b)分析仿真数据结果，对1000kV输电线路：
对应的l1、l2、l3、l4的值分别为16m、16m、1m、1m。
c)安全距离推算
由以上数据推断ZN-2型无人机对1000kV交流输电线路巡检的基本安全距离为：
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3}＝32m
此距离仅适用于ZN-2型无人直升机巡检1000kV无严重放电现象输电导线时，在严格按照操作流程使用精密仪器对实地线路考察后，且无人直升机各分系统正常工作时，规划线路与导线间的最小安全距离。

Claims (5)

1.一种无人机电力巡线安全距离检测方法，其特征是，它的步骤为：
(1)根据不同电压等级的待检高压输电线路的电磁场特点进行分析，建立相应的电磁场仿真计算模型；
(2)确定电力巡线无人机所搭载易受电磁干扰的电子设备以及巡检前做航路规划时所用测量设备的最大误差；
(3)根据所确定的电子设备正常工作时对电磁场的要求，利用不同电压等级高压输电线路的电磁场仿真计算模型及电磁场仿真计算软件，计算无人机对各高压输电线路进行巡线作业时，在距输电导线不同距离时电磁环境的异同，从而确定无人机对该输电线路进行巡线作业时，与输电导线的安全距离的范围；
(4)无人机择根据确定好的各待检输电线路的安全距离，进行巡线。
2.如权利要求1所述的无人机电力巡线安全距离检测方法，其特征是，所述步骤1)中，电磁场仿真计算模型为，根据实际输电线路所用典型塔型，对其进行简化：
1-1)大地为无穷大导体面，电位为0；
1-2)导线为无限长直平行地面的光滑圆柱体，导线表面为等位面；
1-3)忽略杆塔的影响，忽略导线、避雷线的端部效应和弧垂影响；
简化后，计算架空输电线路导线周围电场强度问题转化为平行多导体系统的二维交变电场计算问题，即对输电导线在导线横截面方向上建立二维模型。
3.如权利要求1所述的无人机电力巡线安全距离检测方法，其特征是，所述步骤(2)中，ZN-2型无人机上易受电磁干扰的电子设备主要包括：三轴数字磁场计、转速计、飞行平台飞控定位系统、陀螺仪、舵机；巡检前做航路规划时所用测量设备主要包括：线路打点GPS定位仪、测距仪；总结无人机上易受电磁干扰的电子设备正常工作时对电磁场的要求，即得到保证无人机安全可靠地进行电力巡线作业的电磁场的范围；总结无人机搭载设备和航路规划时测量设备的误差，累计得到实际应用中规划航路时所需考虑的最大距离偏差。
4.如权利要求1所述的无人机电力巡线安全距离检测方法，其特征是，所述步骤(3)中，根据电力巡线无人机需离开导线一定距离进行巡检飞行的要求，在导线横截面所在平面上取若干平行于大地方向的水平线段，与导线同高度的线段上电磁场强度数值应为最大；在分析高压输电线路电磁环境对用于电力巡线的无人机的巡线作业产生的影响时，在所建电磁场仿真计算模型中导线的同高度上取垂直于导线横截面的水平方向上一定长度的线段，导线位于该线段的中间位置，计算该线段上的电磁场强度数值；再结合电子设备正常工作时对电磁场的要求，对以上结果进行分析确定安全距离。
5.如权利要求4所述的无人机电力巡线安全距离检测方法，其特征是，所述步骤(3)中，安全距离的范围为，
D＝max{l1，l2，l3，l4}+x1+x2+x3+x4+v×t+max{a1，a2，a3，a4}
所得数据均采用进一取整法计数；
其中，l1、l2分别为根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的磁场强度，通过查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离；l3、l4为根据无人机搭载电子设备正常工作时要求的电场强度，查找两边相导线外侧达到此磁场强度处，距离对应边相导线的水平距离；x1为无人机飞行平台飞控定位系统误差造成与规划线路偏差距离；x2为最大允许飞行风力造成偏离航线偏差距离；x3为测距仪的测距误差；x4为线路打点GPS定位仪数据误差造成规划线路与实际预设位置距离偏差；v为无人机巡检的飞行速度；t为无线通讯系统最长延时；a1为单片机翼长度；a2为机头与主轴间距离；a3为机尾与主轴间距离。
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Cited By (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103984355A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 华北电力大学 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
WO2015191486A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-17 Izak Van Cruyningen Uav constraint in overhead line inspection
CN105182997A (zh) * 2015-09-15 2015-12-23 北京航空航天大学 一种基于电磁仿真的无人机规划航路评估方法
CN105336149A (zh) * 2015-11-27 2016-02-17 国网福建省电力有限公司 一种通过电力载波辐射向巡线无人机发送控制指令的方法
WO2016082219A1 (zh) * 2014-11-28 2016-06-02 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机及其水样检测方法
CN105912024A (zh) * 2016-06-07 2016-08-31 三峡大学 一种架空输电线路巡线无人机的电磁场定位方法及装置
CN106125756A (zh) * 2016-07-04 2016-11-16 广州供电局有限公司 无人机及其巡检方法
CN106226620A (zh) * 2016-07-15 2016-12-14 国网山东省电力公司济南市历城区供电公司 一种供电设备监察系统
CN106873627A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 湘潭大学 一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法
CN107179485A (zh) * 2017-05-22 2017-09-19 中国电力科学研究院 一种无人机输电线路巡检作业相地安全距离试验方法
CN107274510A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 广东容祺智能科技有限公司 一种基于电磁避障的无人机电力巡检系统
CN107491093A (zh) * 2017-07-13 2017-12-19 华北水利水电大学 一种大功率供电路径跟踪识别装置及方法
CN107515621A (zh) * 2017-07-12 2017-12-26 清华大学 基于输电线路电磁感知的巡线无人机飞行轨迹控制方法
CN107608386A (zh) * 2017-10-27 2018-01-19 上海工程技术大学 一种基于高压线电磁指纹分布的无人机导航系统及方法
CN107943074A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 国网山东省电力公司莱芜供电公司 一种电力巡检微型多旋翼无人机安全间距保持系统
CN108469838A (zh) * 2018-05-15 2018-08-31 上海工程技术大学 基于特高压线区电场等势面的无人机自主导航系统及方法
CN108803666A (zh) * 2018-09-11 2018-11-13 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种基于毫米波雷达的线路巡检无人机避障方法及系统
CN109062233A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 广东电网有限责任公司 一种输电线路无人机自动驾驶巡检方法
CN109085850A (zh) * 2018-09-10 2018-12-25 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 基于输电通道三维雷扫数据的无人机自主巡检方法
CN109239721A (zh) * 2018-09-04 2019-01-18 广东电网有限责任公司 一种输电线路杆塔倾斜度自动测量系统及其测量方法
CN109344282A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种无人机电力巡检照片的自动命名方法
CN109444915A (zh) * 2018-09-11 2019-03-08 成都优艾维智能科技有限责任公司 一种基于激光雷达数据的危险区域预判方法
CN109782803A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种无人机输电导线巡线系统及方法
CN109782791A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 长城汽车股份有限公司 一种无人机的降落方法和装置
CN109848993A (zh) * 2019-02-20 2019-06-07 武汉纺织大学 一种用于风载荷作用下柔性电力线检修机器人位姿控制方法
CN110488096A (zh) * 2019-06-17 2019-11-22 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 一种电磁场强度测量无人机系统与测量方法
CN110531781A (zh) * 2019-08-21 2019-12-03 重庆大学 一种确定架空输电线路与民用无人机安全距离的方法
CN111307042A (zh) * 2020-03-23 2020-06-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种引流线和杆塔间安全距离监测的方法及装置
CN111506116A (zh) * 2020-05-29 2020-08-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 基于换流站强磁场干扰下无人机安全控制方法
CN111625021A (zh) * 2020-06-02 2020-09-04 广东电网有限责任公司 一种基于电磁场的无人机电力巡线测距系统及方法
CN111679693A (zh) * 2020-08-17 2020-09-18 国网湖北省电力有限公司检修公司 一种基于磁场强度检测的无人机避障方法
CN111707179A (zh) * 2020-06-02 2020-09-25 广东工业大学 一种测量无人机与电力线路距离和方位的方法及系统
CN111969485A (zh) * 2020-08-18 2020-11-20 国网福建省电力有限公司南平供电公司 电力架空高压线接头发热缺陷自动处理装置的运用方式
CN112053461A (zh) * 2020-09-16 2020-12-08 江苏伊卡洛斯电力无人机通用技术有限公司 一种基于无人机的电力巡检方法
CN112098409A (zh) * 2020-09-17 2020-12-18 国网河南省电力公司濮阳供电公司 一种输电线路复合绝缘子憎水性带电测试方法
CN112179401A (zh) * 2020-08-20 2021-01-05 唐山哈船科技有限公司 一种海洋港口安全无人机检测系统
CN112347680A (zh) * 2020-11-16 2021-02-09 国网湖北省电力有限公司直流运检公司 一种直流换流站换流变压器无人机巡检路径规划方法
US11094202B2 (en) 2015-03-31 2021-08-17 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for geo-fencing device communications
CN113375642A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 上海大风技术有限公司 一种基于无人机自动拍照的桥梁拉索检测方法
US11120456B2 (en) 2015-03-31 2021-09-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Authentication systems and methods for generating flight regulations
CN113534840A (zh) * 2021-07-29 2021-10-22 广东电网有限责任公司 一种无人机的控制方法及控制装置
CN113607128A (zh) * 2021-07-30 2021-11-05 成都国营锦江机器厂 一种无线电高度表低精度提升方法
CN113946163A (zh) * 2021-11-02 2022-01-18 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于电磁场分析的变电站无人机自主巡视航线优化方法
CN114132513A (zh) * 2021-12-08 2022-03-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 无人机抗电磁干扰方法、装置、计算机设备和存储介质
US11368002B2 (en) 2016-11-22 2022-06-21 Hydro-Quebec Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line
CN115562343A (zh) * 2022-10-27 2023-01-03 国网湖南省电力有限公司 一种无人机巡检变电设备安全距离确定方法及系统
CN117673949A (zh) * 2023-11-27 2024-03-08 国网安徽省电力有限公司芜湖市繁昌区供电公司 一种无人机巡检输电线路的安全范围检测方法
US12097956B2 (en) 2021-04-30 2024-09-24 Hydro-Quebec Drone with tool positioning system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202046439U (zh) * 2011-04-26 2011-11-23 山东电力研究院 电力巡线无人直升机超低空飞行障碍规避子系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202046439U (zh) * 2011-04-26 2011-11-23 山东电力研究院 电力巡线无人直升机超低空飞行障碍规避子系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEEE CORONA AND FIELD EFFECTS SUBCOMMITTEE REPORT RADIO NOISE WO: "A survey of methods for calculating transmission line conductor surface gradients", 《IEEE TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS AND SYSTEMS》 *

Cited By (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103984355A (zh) * 2014-05-19 2014-08-13 华北电力大学 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
EP3152630A4 (en) * 2014-06-09 2017-06-21 Izak Van Cruyningen Uav constraint in overhead line inspection
WO2015191486A1 (en) * 2014-06-09 2015-12-17 Izak Van Cruyningen Uav constraint in overhead line inspection
WO2016082219A1 (zh) * 2014-11-28 2016-06-02 深圳市大疆创新科技有限公司 无人机及其水样检测方法
US10338608B2 (en) 2014-11-28 2019-07-02 SZ DJI Technology Co., Ltd. Unmanned aerial vehicle and water sampling method thereof
US12067885B2 (en) 2015-03-31 2024-08-20 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for geo-fencing device communications
US11367081B2 (en) 2015-03-31 2022-06-21 SZ DJI Technology Co., Ltd. Authentication systems and methods for generating flight regulations
US11094202B2 (en) 2015-03-31 2021-08-17 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for geo-fencing device communications
US11120456B2 (en) 2015-03-31 2021-09-14 SZ DJI Technology Co., Ltd. Authentication systems and methods for generating flight regulations
US11961093B2 (en) 2015-03-31 2024-04-16 SZ DJI Technology Co., Ltd. Authentication systems and methods for generating flight regulations
CN105182997A (zh) * 2015-09-15 2015-12-23 北京航空航天大学 一种基于电磁仿真的无人机规划航路评估方法
CN105182997B (zh) * 2015-09-15 2018-06-26 北京航空航天大学 一种基于电磁仿真的无人机规划航路评估方法
CN105336149A (zh) * 2015-11-27 2016-02-17 国网福建省电力有限公司 一种通过电力载波辐射向巡线无人机发送控制指令的方法
CN105336149B (zh) * 2015-11-27 2018-09-18 国网福建省电力有限公司 一种通过电力载波辐射向巡线无人机发送控制指令的方法
CN105912024A (zh) * 2016-06-07 2016-08-31 三峡大学 一种架空输电线路巡线无人机的电磁场定位方法及装置
CN105912024B (zh) * 2016-06-07 2019-06-11 三峡大学 一种架空输电线路巡线无人机的电磁场定位方法及装置
CN106125756A (zh) * 2016-07-04 2016-11-16 广州供电局有限公司 无人机及其巡检方法
CN106226620A (zh) * 2016-07-15 2016-12-14 国网山东省电力公司济南市历城区供电公司 一种供电设备监察系统
US11368002B2 (en) 2016-11-22 2022-06-21 Hydro-Quebec Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line
CN106873627A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 湘潭大学 一种自动巡检输电线路的多旋翼无人机及方法
CN107179485A (zh) * 2017-05-22 2017-09-19 中国电力科学研究院 一种无人机输电线路巡检作业相地安全距离试验方法
CN107274510A (zh) * 2017-06-08 2017-10-20 广东容祺智能科技有限公司 一种基于电磁避障的无人机电力巡检系统
CN107515621B (zh) * 2017-07-12 2020-09-15 清华大学 基于输电线路电磁感知的巡线无人机飞行轨迹控制方法
CN107515621A (zh) * 2017-07-12 2017-12-26 清华大学 基于输电线路电磁感知的巡线无人机飞行轨迹控制方法
CN107491093A (zh) * 2017-07-13 2017-12-19 华北水利水电大学 一种大功率供电路径跟踪识别装置及方法
CN107491093B (zh) * 2017-07-13 2020-11-13 华北水利水电大学 一种大功率供电路径跟踪识别装置及方法
CN107608386A (zh) * 2017-10-27 2018-01-19 上海工程技术大学 一种基于高压线电磁指纹分布的无人机导航系统及方法
CN109782791A (zh) * 2017-11-14 2019-05-21 长城汽车股份有限公司 一种无人机的降落方法和装置
CN107943074A (zh) * 2017-11-20 2018-04-20 国网山东省电力公司莱芜供电公司 一种电力巡检微型多旋翼无人机安全间距保持系统
CN108469838A (zh) * 2018-05-15 2018-08-31 上海工程技术大学 基于特高压线区电场等势面的无人机自主导航系统及方法
CN109062233A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 广东电网有限责任公司 一种输电线路无人机自动驾驶巡检方法
CN109239721A (zh) * 2018-09-04 2019-01-18 广东电网有限责任公司 一种输电线路杆塔倾斜度自动测量系统及其测量方法
CN109085850A (zh) * 2018-09-10 2018-12-25 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 基于输电通道三维雷扫数据的无人机自主巡检方法
CN108803666A (zh) * 2018-09-11 2018-11-13 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种基于毫米波雷达的线路巡检无人机避障方法及系统
CN109444915B (zh) * 2018-09-11 2020-11-03 成都优艾维智能科技有限责任公司 一种基于激光雷达数据的危险区域预判方法
CN109444915A (zh) * 2018-09-11 2019-03-08 成都优艾维智能科技有限责任公司 一种基于激光雷达数据的危险区域预判方法
CN109344282A (zh) * 2018-09-26 2019-02-15 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种无人机电力巡检照片的自动命名方法
CN109782803B (zh) * 2019-01-30 2022-06-10 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种无人机输电导线巡线系统及方法
CN109782803A (zh) * 2019-01-30 2019-05-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种无人机输电导线巡线系统及方法
CN109848993A (zh) * 2019-02-20 2019-06-07 武汉纺织大学 一种用于风载荷作用下柔性电力线检修机器人位姿控制方法
CN110488096A (zh) * 2019-06-17 2019-11-22 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 一种电磁场强度测量无人机系统与测量方法
CN110531781B (zh) * 2019-08-21 2022-07-15 重庆大学 一种确定架空输电线路与民用无人机安全距离的方法
CN110531781A (zh) * 2019-08-21 2019-12-03 重庆大学 一种确定架空输电线路与民用无人机安全距离的方法
CN111307042A (zh) * 2020-03-23 2020-06-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种引流线和杆塔间安全距离监测的方法及装置
CN111307042B (zh) * 2020-03-23 2022-05-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种引流线和杆塔间安全距离监测的方法及装置
CN111506116A (zh) * 2020-05-29 2020-08-07 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 基于换流站强磁场干扰下无人机安全控制方法
WO2021237997A1 (zh) * 2020-05-29 2021-12-02 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 基于换流站强磁场干扰下无人机安全控制方法
CN111506116B (zh) * 2020-05-29 2021-08-17 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 基于换流站强磁场干扰下无人机安全控制方法
CN111625021A (zh) * 2020-06-02 2020-09-04 广东电网有限责任公司 一种基于电磁场的无人机电力巡线测距系统及方法
CN111707179A (zh) * 2020-06-02 2020-09-25 广东工业大学 一种测量无人机与电力线路距离和方位的方法及系统
CN111679693A (zh) * 2020-08-17 2020-09-18 国网湖北省电力有限公司检修公司 一种基于磁场强度检测的无人机避障方法
CN111969485A (zh) * 2020-08-18 2020-11-20 国网福建省电力有限公司南平供电公司 电力架空高压线接头发热缺陷自动处理装置的运用方式
CN111969485B (zh) * 2020-08-18 2021-12-07 国网福建省电力有限公司南平供电公司 电力架空高压线接头发热缺陷自动处理装置的运用方式
CN112179401A (zh) * 2020-08-20 2021-01-05 唐山哈船科技有限公司 一种海洋港口安全无人机检测系统
CN112053461A (zh) * 2020-09-16 2020-12-08 江苏伊卡洛斯电力无人机通用技术有限公司 一种基于无人机的电力巡检方法
CN112098409A (zh) * 2020-09-17 2020-12-18 国网河南省电力公司濮阳供电公司 一种输电线路复合绝缘子憎水性带电测试方法
CN112347680A (zh) * 2020-11-16 2021-02-09 国网湖北省电力有限公司直流运检公司 一种直流换流站换流变压器无人机巡检路径规划方法
US12097956B2 (en) 2021-04-30 2024-09-24 Hydro-Quebec Drone with tool positioning system
CN113375642B (zh) * 2021-06-25 2022-11-08 上海大风技术有限公司 一种基于无人机自动拍照的桥梁拉索检测方法
CN113375642A (zh) * 2021-06-25 2021-09-10 上海大风技术有限公司 一种基于无人机自动拍照的桥梁拉索检测方法
CN113534840A (zh) * 2021-07-29 2021-10-22 广东电网有限责任公司 一种无人机的控制方法及控制装置
CN113534840B (zh) * 2021-07-29 2023-06-27 广东电网有限责任公司 一种无人机的控制方法及控制装置
CN113607128A (zh) * 2021-07-30 2021-11-05 成都国营锦江机器厂 一种无线电高度表低精度提升方法
CN113607128B (zh) * 2021-07-30 2023-06-09 成都国营锦江机器厂 一种无线电高度表低精度提升方法
CN113946163B (zh) * 2021-11-02 2024-05-28 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于电磁场分析的变电站无人机自主巡视航线优化方法
CN113946163A (zh) * 2021-11-02 2022-01-18 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 基于电磁场分析的变电站无人机自主巡视航线优化方法
CN114132513A (zh) * 2021-12-08 2022-03-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 无人机抗电磁干扰方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114132513B (zh) * 2021-12-08 2024-04-19 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 无人机抗电磁干扰方法、装置、计算机设备和存储介质
CN115562343A (zh) * 2022-10-27 2023-01-03 国网湖南省电力有限公司 一种无人机巡检变电设备安全距离确定方法及系统
CN115562343B (zh) * 2022-10-27 2024-09-20 国网湖南省电力有限公司 一种无人机巡检变电设备安全距离确定方法及系统
CN117673949A (zh) * 2023-11-27 2024-03-08 国网安徽省电力有限公司芜湖市繁昌区供电公司 一种无人机巡检输电线路的安全范围检测方法

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Publication number Publication date
CN102591355B (zh) 2014-06-11

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He et al. Research of multi-rotor UAVs detailed autonomous inspection technology of transmission lines based on route planning
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CN102736632B (zh) 一种用于无人机巡检带电导线的电场差分避障系统及方法
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CN202632111U (zh) 用于无人机巡检带电导线的电场测量避障系统
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CN111580531B (zh) 用于输电线路的无人机验电方法及装置
CN103984355A (zh) 一种巡检飞行机器人与架空电力线路距离预测和保持方法
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Denomination of invention: Method for detecting safe power-line-cruising distance of UAV (unmanned aerial vehicle)

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