CN105680368A - 一种无限续航高压巡线飞行器 - Google Patents

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    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

Abstract

本发明提供了一种无限续航高压巡线飞行器，包括：支架、旋翼和主控制器，所述主控制器包括CPU、线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块；所述线路识别模块内置有摄像头，通过摄像头采集高压线图像；所述数据采集模块包括超声测距模块和红外测温模块，用来对高压线附近的温度进行采集；所述无限续航模块采用磁耦合共振技术，实现电能无线传输；所述线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块将采集到的信息传输给所述CPU，所述CPU判断出所需工作指令，并把工作指令发送到上述模块。

Description

一种无限续航高压巡线飞行器
技术领域
本发明涉及本发明涉及电力架空线路维修设备技术领域，特别涉及一种无限续航高压巡线飞行器。
背景技术
架空电力线路的覆盖区域广穿越区域的地形复杂。为了掌握线路的运行状况和及时排除线路的潜在隐患，每年都要花费巨大的人力和物力资源进行巡线工作。现阶段运用最广泛的巡线方法是人工定期巡线，这种方法不仅劳动强度大，而且耗时长，效率低下，有些线路段受制于地形因素甚至无法接受巡检。例如，但在巡线工作中，经常有巡线人在地面看不到瓷瓶顶部，而爬上杆检查又对检修人员的安全造成威胁等情况，况且雨后农田泥泞不容易到达杆位。无人机技术的发展为架空电力线路的巡线提供了新的移动平台利用无人机搭载巡检设备进行巡线，能提高巡线效率，降低巡线成本，不会造成人员伤亡。这种高效经济安全的巡线方法已经开始成为研究的热点。
在高压输电线路的管理过程中，对高压输电线路及电力设备进行航拍，采集数据是必不可少的。已有技术下的飞行器为了达到控制的有效性和通信的实时性，往往是地面工作人员跟着飞行器巡线，并没有真正将人从巡线的复杂任务中解放出来。而且飞行器一般体型较大，生产成本高，目前市场上的控制系统一般采用整体式模块结构，控制灵敏性较差，系统更新不便。
因此，需要一种能够具有控制简单、便于操作、灵活性强、准确性高的无限高压巡线飞行器。
发明内容
本发明的目的在于一方面提供一种无限续航高压巡线飞行器，包括：支架、旋翼和主控制器，所述主控制器包括CPU、线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块；所述线路识别模块内置有摄像头，通过摄像头采集高压线图像；所述数据采集模块包括超声测距模块和红外测温模块，用来对高压线附近的温度进行采集；所述无限续航模块采用磁耦合共振技术，实现电能无线传输；所述线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块将采集到的信息传输给所述CPU，所述CPU判断出所需工作指令，并把工作指令发送到上述模块。
优选地，所述摄像头为USB摄像头。
优选地，所述故障鉴定模块还包括GPS定位模块。
本发明的目的在另一方面提供一种利用无限续航高压巡线飞行器进行故障检测的方法，包括以下步骤：
1)所述巡线飞行器利用红外测温模块进行线路温度检测；
2)所述巡线飞行器利用红外测温模块进行环境温度检测；
3)判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于70℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则进入步骤4)；
4)判断当前测量时期是否为用电高峰期，若为高峰期，则判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于50℃，若线路温度高于50℃，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度；若当前测量时期不是高峰期，则进入步骤5)；
5)判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于30℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度。
优选地，所述巡线飞行器沿距离高压线路30cm-50cm的距离检测线路温度和环境温度。
优选地，其中所述步骤2)中所述巡线飞行器通过其搭载的红外测温模块来对高压线路的线路温度进行测量。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1示意性示出根据本发明的无限续航高压巡线飞行器的结构示意图。
图2示意性示出了本发明无限续航高压巡线飞行器的主控制器的模块框图。
图3示意性示出了本发明无限续航高压巡线飞行器进行故障检测的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的无限续航高压巡线飞行器100的结构示意图。由图1、图2所示，无限续航高压巡线飞行器100包括支架101、旋翼102和主控制器103(图1)。其中主控制器103包括CPU201、线路识别模块202、数据采集模块203、故障鉴定模块204、无限续航模块205(图2)。
所述线路识别模块202内置有USB摄像头，通过USB摄像头采集高压线图像，利用边缘检测模块确定线路。通过高清摄像头拍摄巡线图片和视频，实时传输到地面基站或存储下来，再由基站人员根据图像和视频中线路的外观确定是否发生故障，例如导线的断股异物悬挂杆塔的变形金具松脱和绝缘子的破损闪络等故障；
所述数据采集模块203采用超声测距模块和红外测温模块来对高压线附近的温度值进行采集。红外探测技术是利用飞行器搭载的红外成像仪进行巡线。红外成像仪能够摄取表面温度超过周围环境温度的异常温升点的红外光谱图像，从图像上可以判断出线路接头、线夹、绝缘子等设备是否存在故障所导致的发热点；
所述故障鉴定模块204发现高压线附近温度异常时，锁定当时的GPS位置信息。主控制器103根据从GPS模块读取出来的信息计算当前位置，判断出所需工作指令，并把工作指令发送到各模块；
所述无限续航模块205利用磁耦合共振技术，实现电能无线传输，解决续航问题。考虑到飞行器续航能力不足以完成整个巡线任务，本发明加入了无线充电平台对巡线飞行器进行续航充电。无线充电平台采用了电磁共振耦合传输方案，摒弃了传统电磁感应方案带来传输距离短的问题。
线路识别模块202、数据采集模块203、故障鉴定模块204、无限续航模块205将采集到的信息传输给所述CPU201，CPU201判断出所需工作指令，并把工作指令发送到上述模块。
当巡线飞行器进行巡检时，其线路识别模块的摄像头以及数据采集模块的红外测温装置来引导飞行器沿着距高压线路30cm-50cm飞行，实时的将高压线路的画面传到就近的上位机，并且能够将线路上的温度数据实时上传，让巡检人员在线近距离的观察线路上的情况以及线路温度变化情况。飞行器通过采集线路温度和环境温度传输到主控制器，主控制器对这两者的温度进行比较来判断线路温度是否正常。因为一些资料显示，常见的超高压线路故障如短路、放电等，往往会致使局部温度非常高，会达到70摄氏度以上，致使周围的温度也非常的高。
图3示意性示出了本发明无限续航高压巡线飞行器进行故障检测的方法的流程图。
首先，步骤301和302为所述巡线飞行器利用红外测温模块进行线路温度和环境温度的检测；然后进入
步骤303，判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于70℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则进入
步骤304：判断当前测量时期是否为用电高峰期，若为高峰期，则进入
步骤305：判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于50℃，若线路温度高于50℃，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度；若当前测量时期不是高峰期，则进入
步骤306：判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于30℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度。
具体地，飞行器飞行到距线高度为40cm-50cm时进行温度检测，采用红外测温模块来测取线路温度，原理是通过一些透镜及调理电路将物体发出的红外线进行放大、调理最后转换成温度值。当飞行器检测到的环境温度为25℃-28℃，而检测到的线路温度为20℃-26℃，则此时的线路温度为正常的温度，若检测到的线路温度大于70℃时，则为异常的线路温度。当然，线路温度也受环境温度和用电时间段的影响。例如，在六月份时为用电高峰阶段，用飞行器对高压线周围的温度进行测量，测取高压线上的线路温度在50℃左右；而其他时间段，线路上的温度和环境温度几乎一样，那时环境温度在25-30℃。
通过红外测温装置测取的温度，通过GPS定位装置将温度信息实时传到主控制器。由于高压线路长期保留在空气中，易遭受天气、外力及绝缘老化等原因导致短路故障，致使线路局部温度非常高，巡检人员通过测量线路上的温度就可以了解到高压线路的运行状况，所以温度对于线路的运行状况是一个很重要的指标。本发明通过在飞行器上搭载红外测温装置能够实时的、准确的检测高压输电线上的温度，这就极大的提升了检测线路的效率以及有效的预防了高压线事故的发生。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种无限续航高压巡线飞行器，包括：支架、旋翼和主控制器，所述主控制器包括CPU、线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块；
所述线路识别模块内置有摄像头，通过摄像头采集高压线图像；
所述数据采集模块包括超声测距模块和红外测温模块，用来对高压线附近的温度进行采集；
所述无限续航模块采用磁耦合共振技术，实现电能无线传输；
所述线路识别模块、数据采集模块、故障鉴定模块、无限续航模块将采集到的信息传输给所述CPU，所述CPU判断出所需工作指令，并把工作指令发送到上述模块。
2.如权利要求1所述的高压巡线飞行器，其中所述摄像头为USB摄像头。
3.如权利要求1所述的高压巡线飞行器，其中所述故障鉴定模块还包括GPS定位模块。
4.一种利用权利要求1所述的无限续航高压巡线飞行器进行故障检测的方法，包括以下步骤：
1)所述巡线飞行器利用红外测温模块进行线路温度检测；
2)所述巡线飞行器利用红外测温模块进行环境温度检测；
3)判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于70℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则进入步骤4)；
4)判断当前测量时期是否为用电高峰期，若为高峰期，则判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于50℃，若线路温度高于50℃，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度；若当前测量时期不是高峰期，则进入步骤5)；
5)判断巡线飞行器所检测的线路温度是否高于30℃，若是，则显示高压线的线路温度为异常；若不是，则所检测的线路温度为正常温度。
5.如权利要求4所述的故障检测的方法，其中所述巡线飞行器沿距离高压线路30cm-50cm的距离检测线路温度和环境温度。
6.如权利要求4所述的故障检测的方法，其中所述步骤2)中所述巡线飞行器通过其搭载的红外测温模块来对高压线路的线路温度进行测量。
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