CN107329047B - 一种输电线路预防性智能巡检装置及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电线路巡检领域，尤其是涉及一种输电线路预防性智能巡检装置及应用方法，所述巡检装置包括通讯连接的巡检终端模块和远程终端模块，所述巡检终端模块包括跨步电压取电模块、测距模块、定位模块、自动跨越线夹模块、放电闪络检测模块、无线信息收发模块以及中央控制器模块，所述中央处理器模块与跨步电压取电模块、测距模块、定位模块、自动跨越线夹模块、放电闪络检测模块、无线信息收发模块均双向通信连接；所述远程终端模块包括无线通讯模块、信息输出模块、信息输入模块和中央处理单元，所述中央处理单元与无线通讯模块双向通信连接，所述中央处理单元与信息输入模块、信息输出模块均单向通信连接。

Description

一种输电线路预防性智能巡检装置及应用方法

技术领域

本发明涉及输电线路巡检领域，尤其是涉及一种输电线路预防性智能巡检装置及应用方法。

背景技术

在电力行业中，输电线路的安全性非常重要，是保证整个电力系统正常运行的根本。长时间暴露在野外的输电线路容易出现故障，如树木接触、放电闪络等故障，这些故障引起大面积停电，造成巨大的经济损失。预防性线路巡检可以及时发现线路潜在危险，配合线路维护人员把线路安全隐患控制在“停电故障”之前；发现线路放电闪络痕迹，配合线路维护人员排查放电原因，根据放电因素和线路破损程度，做好预防措施，有效避免二次放电闪络和线路破损加剧，从而间接实现线路安全隐患控制在“停电故障”之前。

目前现有的巡检方式主要依赖无人机巡检。无人机操控巡检需要专业飞控人员，技术要求高；由于实时无线通讯距离限制，无人机作业区间受限于飞控人员所处位置，尤其当输电线路处于偏远山区或者湖泊等复杂地理环境时，无人机操控巡检将会给飞控人员带来诸多难题。

无人机的巡检半径和续航时间，依赖于其自身电池容量，尤其当大规模输电线路预防性巡检时，电池容量严格限制了无人机的有效工作时间。

无人机自动巡检技术依赖于精准定位系统与智能避障系统，目前尚未出现成熟产品方案，并且自动巡检时输出海量图像数据，信息的有效提取和利用较为困难。

发明内容

本发明旨在克服上述技术的不足，提供一种输电线路预防性智能巡检装置，通过设置解决了传统线路巡检无人机的操控难度大、作业区间受限、巡检半径小、续航时间短、依赖于精准定位系统及智能避障系统和输出数据冗余等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种输电线路预防性智能巡检装置，所述巡检装置包括通讯连接的巡检终端模块和远程终端模块，所述巡检终端模块包括跨步电压取电模块、测距模块、定位模块、自动跨越线夹模块、放电闪络检测模块、无线信息收发模块以及中央控制器模块，所述中央处理器模块与跨步电压取电模块、测距模块、定位模块、自动跨越线夹模块、放电闪络检测模块、无线信息收发模块均双向通信连接；所述远程终端模块包括无线通讯模块、信息输出模块、信息输入模块和中央处理单元，所述中央处理单元与无线通讯模块双向通信连接，所述中央处理单元与信息输入模块、信息输出模块均单向通信连接。

本发明提供一种输电线路预防性智能巡检装置，通过设置解决了传统线路巡检无人机的操控难度大、作业区间受限、巡检半径小、续航时间短、依赖于精准定位系统及智能避障系统和输出数据冗余等问题。

优选地，跨步电压取电模块包含第一前端设备、第一后端设备、升压变换器电路、储能电池及其充放电电路。

优选地，所述自动跨越线夹模块包含第二前端设备和第二后端设备，所述第一前端设备与第二前端设备相配合，所述第一后端设备与第二后端设备相配合。

本发明还提供一种根据所述的输电线路预防性智能巡检装置的应用方法，具体步骤如下:

（1）跨步电压取电模块开始启动，供应电能；

（2）在步骤（1）之后，中央控制器模块控制自动跨越线夹模块开始运行；

（3）在步骤（2）之后，无线信息收发模块开始运行；

（4）在步骤（3）之后，测距模块启动；测距模块对障碍物距离值进行测量，若障碍物距离值小于预设的阈值时，将障碍物距离值信息的信号发送至中央处理器模块，中央处理器模块接收到信号，控制定位模块启动对位置信息进行定位，然后将位置信息传输至中央处理器模块，中央处理模块对障碍物的距离信息和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若障碍物距离值大于预设的阈值时，随着所述巡检装置沿线路巡检前行，测距模块再次重新进行距离值的测量直至障碍物距离值小于预设的阈值；

（5）在步骤（4）进行的同时，放电闪络检测模块同时启动；放电闪络检测模块进行检测，若检测到放电闪络迹象，也就是出现放电故障，则定位模块开始启动，进行位置定位，并且中央处理模块对放电故障和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若未检测到放电闪络迹象，也就是没有出现放电故障，则返回放电闪络检测模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置，有如下效果：

1、实现树障测距与定位，发现线路潜在危险，配合线路维护人员把线路安全隐患控制在“停电故障”之前。

2、实现放电闪络检测，发现线路放电闪络痕迹，配合线路维护人员排查放电原因，根据放电因素和线路破损程度，做好预防措施，有效避免二次放电闪络和线路破损加剧，从而间接实现线路安全隐患控制在“停电故障”之前。

3、只需要单次把巡检终端投入巡检输电线路，即可实现输电线路全自动运行巡检，不依赖于操控人员技术。

4、巡检终端可以通过中央控制器模块和无线信息收发模块实现离线数据存储与收发，不依赖实时通信技术，也不要求操控人员跟随巡检终端，解决偏远山区或者湖泊等复杂地理环境输电线路巡检问题。

5、巡检终端巡检半径和续航时间不依赖于其自身电池容量，而是由跨步电压取电模块从输电线路获取电能，只要输电线路正常，续航可以持续保证。

6、巡检终端可以根据测距模块和定位模块采集的信息，直接输出障碍物距离与定位信息，根据放电闪络检测模块和定位模块采集的信息，直接输出放电故障与定位信息，有效提高了数据信息的精准价值。

附图说明

图1 为本发明一种输电线路预防性智能巡检装置的巡检终端模块的原理图。

图2为本发明一种输电线路预防性智能巡检装置的远程终端模块的原理图。

图3为本发明一种输电线路预防性智能巡检装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明专利作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明专利的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明专利实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至3所示为一种输电线路预防性智能巡检装置的实施例，所述巡检装置包括通讯连接的巡检终端模块和远程终端模块，所述巡检终端模块包括跨步电压取电模块11、测距模块12、定位模块13、自动跨越线夹模块14、放电闪络检测模块15、无线信息收发模块16以及中央控制器模块17，所述中央处理器模块17与跨步电压取电模块11、测距模块12、定位模块13、自动跨越线夹模块14、放电闪络检测模块15、无线信息收发模块16均双向通信连接；远程终端模块包括无线通讯模块21、信息输出模块22、信息输入模块23和中央处理单元24，中央处理单元24与无线通讯模块21双向通信连接，中央处理单元24与信息输入模块23、信息输出模块22均单向通信连接。

本发明还提供一种根据所述的输电线路预防性智能巡检装置的应用方法，具体步骤如下:

（1）跨步电压取电模块11开始启动，供应电能；

（2）在步骤（1）之后，中央控制器模块17控制自动跨越线夹模块14开始运行；

（3）在步骤（2）之后，无线信息收发模块16开始运行；

（4）在步骤（3）之后，测距模块12启动；测距模块12对障碍物距离值进行测量，若障碍物距离值小于预设的阈值时，将障碍物距离值信息的信号发送至中央处理器模块17，中央处理器模块17接收到信号，控制定位模块13启动对位置信息进行定位，然后将位置信息传输至中央处理器模块17，中央处理模块（17）对障碍物的距离信息和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若障碍物距离值大于预设的阈值时，随着所述巡检装置沿线路巡检前行，测距模块12再次重新进行距离值的测量直至障碍物距离值小于预设的阈值；

（5）在步骤（4）进行的同时，放电闪络检测模块15同时启动；放电闪络检测模块15进行检测，若检测到放电闪络迹象，也就是放电故障出现，则定位模块13开始启动，进行位置定位，并且中央处理模块17对放电故障和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若未检测到放电闪络迹象，也就是放电故障没有出现，则返回放电闪络检测模块15。

另外，由于巡检终端模块是在线路上，即所测量的距离也为障碍物与线路的距离。中央处理器模块与定位模块双向连接和通讯实现巡检终端自身位置信息的提取。

其中，当所述中央处理器模块发现障碍物距离小于预设阈值时，立即保存障碍物距离信息，同时启动定位模块，获取此刻位置信息，接着将障碍物距离信息和位置信息数据离线存储在中央处理器模块中的存储空间。所述中央处理器模块与放电闪络检测模块双向连接和通讯实现线路放电闪络故障检测。当所述中央处理器模块发现线路放电闪络痕迹时，立即保存线路放电闪络故障信息，同时启动定位模块，获取此刻位置信息，接着将线路放电闪络故障信息和位置信息数据离线存储在中央处理器模块中的存储空间。所述中央处理器模块与无线信息收发模块双向连接和通讯实现远程终端的监视与控制。由于巡检终端可以独立自主智能巡检，不依赖远程终端实时控制，并且只需要传递数据量极小的障碍物距离信息及其位置信息和放电闪络故障信息及其位置信息，所以无线通讯的途径可以有多种选择，且不受距离限制。

其中，所述中央处理器模块与跨步电压取电模块双向连接和通讯实现巡检终端电能的供应。跨步电压取电模块包含第一前端设备、第一后端设备、升压变换器电路和储能电池及其充放电电路。所述第一前端设备与第一后端设备有导线连接，中央处理器模块控制第一前端设备与第一后端设备的距离，第一前端设备与第一后端设备之间有一定的电压差，通过所述升压变换器电路得到巡检终端正常运行所需要的电压。所述储能电池及其充放电电路作为巡检终端初始运行、线路故障等状态时的临时备用电源，提高巡检终端的运行可靠性。所述中央处理器模块与自动跨越线夹模块双向连接和通讯实现巡检终端的正常前行以及自动跨越杆塔线夹。所述自动跨越线夹模块包含第二前端设备和第二后端设备两个部分。所述跨步电压取电模块的第一前端设备与自动跨越线夹模块的第二前端设备配合使用，所述跨步电压取电模块的第一后端设备与自动跨越线夹模块的第二后端设备配合使用。

另外，所述远程终端包括无线通讯模块、信息输出模块、信息输入模块和中央处理单元。所述无线通讯模块实现远程终端与巡检终端之间信息的接收和发送。所述信息输出模块实现远程终端显示、打印等。所述信息输入模块实现远程终端控制信息输入。所述中央处理单元负责无线通讯模块、信息输出模块和信息输入模块之间的协调控制。所述远程终端可以同时控制多台巡检终端，即多台巡检终端可以共用一台远程终端。

显然，本发明专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明专利所作的举例，而并非是对本发明专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种输电线路预防性智能巡检装置的应用方法，其特征在于，所述巡检装置包括通讯连接的巡检终端模块和远程终端模块，所述巡检终端模块包括跨步电压取电模块（11）、测距模块（12）、定位模块（13）、自动跨越线夹模块（14）、放电闪络检测模块（15）、无线信息收发模块（16）以及中央控制器模块（17），所述中央处理器模块（17）与跨步电压取电模块（11）、测距模块（12）、定位模块（13）、自动跨越线夹模块（14）、放电闪络检测模块（15）、无线信息收发模块（16）均双向通信连接；所述远程终端模块包括无线通讯模块（21）、信息输出模块（22）、信息输入模块（23）和中央处理单元（24），所述中央处理单元（24）与无线通讯模块（21）双向通信连接，所述中央处理单元（24）与信息输入模块（23）、信息输出模块（22）均单向通信连接；

所述跨步电压取电模块（11）包含第一前端设备、第一后端设备、升压变换器电路、储能电池及其充放电电路；

具体步骤如下：

（1）跨步电压取电模块（11）开始启动，供应电能；

（2）在步骤（1）之后，中央控制器模块（17）控制自动跨越线夹模块（14）开始运行；

（3）在步骤（2）之后，无线信息收发模块（16）开始运行；

（4）在步骤（3）之后，测距模块（12）启动；测距模块（12）对障碍物距离值进行测量，若障碍物距离值小于预设的阈值时，将障碍物距离值信息的信号发送至中央处理器模块（17），中央处理器模块（17）接收到信号，立即保存障碍物距离值信息，同时控制定位模块（13）启动对位置信息进行定位，然后将位置信息传输至中央处理器模块（17），中央处理模块（17）对障碍物的距离信息和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若障碍物距离值大于预设的阈值时，随着所述巡检装置沿线路巡检前行，测距模块（12）再次重新进行距离值的测量直至障碍物距离值小于预设的阈值；

（5）在步骤（4）进行的同时，放电闪络检测模块（15）同时启动；放电闪络检测模块（15）进行检测，若检测到放电闪络迹象，则定位模块（13）开始启动，进行位置定位，并且中央处理模块（17）对放电故障和位置信息进行存储并发送至远程终端模块；若未检测到放电闪络迹象，则返回放电闪络检测模块（15）。

2.根据权利要求1所述的输电线路预防性智能巡检装置的应用方法，其特征在于，所述自动跨越线夹模块包含第二前端设备和第二后端设备，所述第一前端设备与第二前端设备相配合，所述第一后端设备与第二后端设备相配合。

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