CN108490245A - 一种基于无人机搭载的输电线路验电装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压验电设备和无线电技术领域，尤其是一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，包括空中验电系统和地面监控系统，空中验电系统包括无人机和安装在无人机上的绝缘杆，绝缘杆上设置图像采集模块、图像发送模块、验电模块、第一中央处理模块和无线发送模块，地面监控系统包括图像接收模块、图像显示模块、无线接收模块、第二中央处理模块和报警模块。本发明采用双频双源的空中带电检测装置，空中搭载验电装置，无需人员登高作业，降低了人员的危险性，其次，双频双源保证了报警信号触发的可靠性。

Description

一种基于无人机搭载的输电线路验电装置

技术领域

本发明属于高压验电设备和无线电技术领域，尤其是一种基于无人机搭载的输电线路验电装置。

背景技术

针对高压及超高压输电线路停电检修时，需要对被检修线路检测是否正确停电还是带有电压，以保证作业人员安全。高压验电技术是一次电网设备中一种比较成熟的技术，传统的验电方式为作业人员携带验电装置等塔后使用绝缘验电器对线路进行验电，验电装置的绝缘性能及登高作业验电都存在一定的风险性。电力行业目前迫切需要一种能够不需要人员登高既能检测的高压电检测技术，来弥补这一技术的缺陷。

授权公告号CN204882698U的专利文献公开一种具有高压架空线路高空验电功能的无人机器。该具有高压架空线路高空验电功能的无人机器，包括验电器，所述验电器尾端固定于伸缩杆前端，伸缩杆与伸缩电机相连接，伸缩电机安装于悬空的架体内，架体与步进电机的电机轴相连接，步进电机安装于无人机顶部，验电器通过立杆连接有摄像头。该结构的不足之处在于：由于验电器的触头为柱状结构，不容易与输电线路实现稳定接触，影响检测效果。

申请公开号CN106681347A的专利文献公开一种姿态可控型无线验电无人机，包括：无人机、设置在所述无人机上的无线验电器以及验电器方位调整结构；所述无线验电器包括：电场传感器、验电器支架以及设置在其内部的验电控制器；所述验电器支架固定在所述无人机的机身上；所述电场传感器固定在所述验电器方位调整结构上，调整电场传感器的伸出方位和范围，配合所述无人机的飞行姿态调整；所述电场传感器与所述验电控制器相连；所述验电控制器与所述无人机的飞行控制器相连，与无人机地面站通信。该结构虽然能够调节无人机的飞行姿态，但是在方位调整结构自动调节过程中，会发生重心偏移的现象，影响无人机飞行过程的稳定性，存在倒挂的风险；而且信号传送过程中，抗干扰能力不强，很容易发生信号中断的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，采用双频双源的空中带电检测装置，空中搭载验电装置，无需人员登高作业，降低了人员的危险性，其次，双频双源保证了报警信号触发的可靠性。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，包括空中验电系统和地面监控系统，所述空中验电系统包括无人机和安装在无人机上的绝缘杆，所述绝缘杆上设置图像采集模块、图像发送模块、验电模块、第一中央处理模块和无线发送模块，所述地面监控系统包括图像接收模块、图像显示模块、无线接收模块、第二中央处理模块和报警模块；所述验电模块固定设置在绝缘杆的下端；所述图像采集模块和图像发送模块固定设置在绝缘杆的中部，所述图像采集模块、图像发送模块、图像接收模块和图像显示模块依次电连接；所述验电模块、第一中央处理模块、无线发送模块、无线接收模块、第二中央处理模块和报警模块依次电连接。

进一步的，验电模块的金属探测触头上设置多个爪钩。

进一步的，所述验电模块为500kV高压验电模块，所述图像发送模块、图像接收模块为5.8GHz高清图传，所述无线发送模块采用315MHz和433MHz双频双路触发。

进一步的，所述报警模块采用声光报警器。

进一步的，所述无人机采用多旋翼无人机，绝缘杆通过十字轴万向节安装在多旋翼无人机的水平碳管上，多旋翼无人机的支臂与绝缘杆之间设置拉绳。

本发明的有益效果是：

1.本发明依托无人机平台搭载高空验电系统，当无人机搭载验电模块飞行至被检测高压线上空后，图像采集模块将验电模块与待测线路实时对接的状况进行采集，通过图像发送模块、图像接收模块传送至地面，图像显示模块为地面操控人员提供实时信息，便于及时调整无人机的飞行状态；

验电模块对待测线路进行检测，当线路带有电压时，第一中央处理模块将控制指令经由无线发送模块、无线接收模块传送至第二中央处理模块，第二中央处理模块控制报警模块工作，报警模块可以采用声光报警器，提醒作业人员线路带电；若线路无电压则报警器无动作；

由上可知，通过本发明的验电装置，省去了人工爬塔的步骤，提高效率，同时降低了高空坠落、触电的风险。

2.验电模块的金属探测触头上设置多个爪钩，便于本发明快速钩挂在待测线路上，降低无人机空中作业的难度，提高了作业效率。

3.本发明采用验电模块为500kV高压验电模块，具有行业标准和稳定可靠性；图像发送模块、图像接收模块为5.8GHz高清图传，采用12V电源系统供电，具有抗干扰能力强、传输距离远、图像高清晰的优点；无线发送模块采用315MHz和433MHz双频双路触发，保证报警触发的可靠性，并且符合电网安规标准。

4.报警模块采用声光报警器，声光报警器从视觉和听觉上对工作人员进行提醒警示，警示效果突出、性能稳定可靠。

5.无人机采用多旋翼无人机，该机型具有负重能力强、飞行稳定的特点，搭载绝缘杆及其他电器元件飞行检测，稳定性强。

附图说明

图1为实施例一空中验电系统的结构示意图；

图2为实施例一的结构示意图；

图3为实施例一的原理框图；

图4为实施例二的原理框图。

图中标号：1-无人机，2-绝缘杆，3-图像采集模块，4-图像发送模块，5-验电模块，6-第一中央处理模块，7-无线发送模块，8-图像接收模块，9-图像显示模块，10-无线接收模块，11-第二中央处理模块，12-报警模块，13-爪钩，14-信号调理模块，15-十字轴万向节，16-支臂，17-拉绳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1至图3所示，本发明包括空中验电系统和地面监控系统，空中验电系统包括无人机1和绝缘杆2，无人机1采用六旋翼无人机，绝缘杆2通过十字轴万向节15安装在六旋翼无人机的水平碳管上，该结构一方面便于绝缘杆2的快速验电，另一方面可以实现绝缘杆2的前后翻转式铰接，避免绝缘杆2影响无人机的升降过程，六旋翼无人机的支臂16与绝缘杆2之间设置两根拉绳17，两根拉绳17与绝缘杆2之间形成锥形结构，用于防止绝缘杆2左右摇摆；

绝缘杆2上设置图像采集模块3、图像发送模块4、验电模块5、第一中央处理模块6和无线发送模块7，地面监控系统包括图像接收模块8、图像显示模块9、无线接收模块10、第二中央处理模块11和报警模块12；

验电模块5采用500kV高压电容式电容器，固定设置在绝缘杆2的下端，验电模块5的金属探测触头上设置多个爪钩13；图像采集模块3和图像发送模块4固定设置在绝缘杆2的中部，图像采集模块3、图像发送模块4、图像接收模块8和图像显示模块9依次电连接，图像发送模块4、图像接收模块5为相互配对的5.8GHz高清图传；验电模块5、第一中央处理模块6、无线发送模块7、无线接收模块10、第二中央处理模块11和报警模块12依次电连接，无线发送模块7采用315MHz和433MHz双频双路触发，无线接收模块10与无线发送模块7配对设置，报警模块12采用声光报警器。

装置可按如下步骤使用：

首先，将安装好电器元件的绝缘杆固定在无人机1的一侧，选择好目标线路，架设好地面监控装置，地面监控装置可以与无人机遥控系统单独或者集成设计，本实施例采用的单独设置，空中作业系统和地面监控系统均采用电源模块进行供电；

然后，调试图传系统，使在地面端的工作人员可以通过图传采集模块的镜头看清楚爪钩的接触情况；

最后，制定好飞行路线，进行验电操作即可。

当无人机搭载验电模块飞行至被检测高压线上空后，图像采集模块将验电模块与待测线路实时对接的状况进行采集，通过图像发送模块、图像接收模块传送至地面，图像显示模块为地面操控人员提供实时信息，便于及时调整无人机的飞行状态；

验电模块对待测线路进行检测，当线路带有电压时，第一中央处理模块将控制指令经由无线发送模块、无线接收模块传送至第二中央处理模块，第二中央处理模块控制报警模块工作，报警模块可以采用声光报警器，提醒作业人员线路带电；若线路无电压则报警器无动作；

由上可知，通过本发明的验电装置，省去了人工爬塔的步骤，提高效率，同时降低了高空坠落、触电的风险。

实施例二

如图1和图2所示，本发明包括空中验电系统和地面监控系统，空中验电系统包括无人机1和安装在无人机1上的绝缘杆2，无人机1采用多旋翼无人机，绝缘杆2上设置图像采集模块3、图像发送模块4、验电模块5、信号调理模块14、第一中央处理模块6和无线发送模块7，地面监控系统包括图像接收模块8、图像显示模块9、无线接收模块10、第二中央处理模块11和报警模块12；

验电模块5采用500kV高压电容式电容器，固定设置在绝缘杆2的下端，验电模块5的金属探测触头上设置多个爪钩13；图像采集模块3和图像发送模块4固定设置在绝缘杆2的中部，图像采集模块3、图像发送模块4、图像接收模块8和图像显示模块9依次电连接，图像发送模块4、图像接收模块5为相互配对的5.8GHz高清图传；验电模块5、第一中央处理模块6、无线发送模块7、无线接收模块10、第二中央处理模块11和报警模块12依次电连接，无线发送模块7采用315MHz和433MHz双频双路触发，无线接收模块10与无线发送模块7配对设置，报警模块12采用声光报警器。

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图4所示，在验电模块5和第一中央处理模块6之间设置信号调理模块14，信号调理模块14包括依次电连接的放大电路模块和A/D转换电路模块。增设信号调理模块，可有效增强验电信号的强度，防止架空线路电磁干扰对信号的干扰。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，包括空中验电系统和地面监控系统，所述空中验电系统包括无人机和安装在无人机上的绝缘杆，其特征在于：所述绝缘杆上设置图像采集模块、图像发送模块、验电模块、第一中央处理模块和无线发送模块，所述地面监控系统包括图像接收模块、图像显示模块、无线接收模块、第二中央处理模块和报警模块；所述验电模块固定设置在绝缘杆的下端；所述图像采集模块和图像发送模块固定设置在绝缘杆的中部，所述图像采集模块、图像发送模块、图像接收模块和图像显示模块依次电连接；所述验电模块、第一中央处理模块、无线发送模块、无线接收模块、第二中央处理模块和报警模块依次电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，其特征在于：验电模块的金属探测触头上设置多个爪钩。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，其特征在于：所述验电模块为500kV高压验电模块，所述图像发送模块、图像接收模块为5.8GHz高清图传，所述无线发送模块采用315MHz和433MHz双频双路触发。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，其特征在于：所述报警模块采用声光报警器。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机搭载的输电线路验电装置，其特征在于：所述无人机采用多旋翼无人机。