CN111127690A - 配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法，所述系统包括：无人机巡检单元、地面测控站和地面数据处理单元。所述无人机巡检单元，用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据。所述地面测控站，与所述无人机巡检单元进行通信连接，用于接收所述巡检数据，并对所述巡检数据进行筛选。所述地面数据处理单元，与所述地面测控站通信连接，用于接收并存储所述地面测控站发送的筛选后的巡检数据，并根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。基于本申请提供的技术方案，能够大大提高配网架空输电线路的巡检精确度，节省大量人力物力，还能后克服人工检测时漏检和误检等问题。

Description

配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法

技术领域

本发明涉及配电网的巡检领域，特别是涉及一种配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法。

背景技术

随着社会的进步和我国经济建设的发展，人们的生活水平不断提高，对电能的需求量越来越大。因此，加强对配网设备的有效巡检是当前面临的一个重要任务。

现有技术中，主要通过无人机拍摄技术对配网线路进行可视化拍摄，再由巡检人员花费大量的时间和精力去处理无人机拍摄回来的图集。无论是图像的收集、归纳、存档，还是故障图片的筛选分析都成为了一个巨大的负担。更令人担忧的是，人工筛选疑似故障的影像往往会出现漏检或误检的情况，导致巡检结果不够准确。

发明内容

基于此，有必要针对配网架空输电线路日常巡检过程中巡检结果不够准确的问题，提供一种配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法。

一种配网架空输电线路的无人机巡检系统，所述系统包括：

无人机巡检单元，用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据；

地面测控站，与所述无人机巡检单元进行通信连接，用于接收所述巡检数据，并对所述巡检数据进行筛选；

地面数据处理单元，与所述地面测控站通信连接，用于接收并存储所述地面测控站发送的筛选后的巡检数据，并根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

在其中的一个实施例中，所述无人机巡检单元包括：

无人机本体；

传感器模块，搭载于所述无人机本体，用于获取所述巡检数据，并将所述巡检数据以预设传输频率发送至所述地面测控站。

在其中的一个实施例中，所述无人机巡检单元与所述地面测控站通过数据通信链路进行通信连接。

在其中的一个实施例中，所述巡检数据包括：电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据。

在其中的一个实施例中，所述电力设备的实时图像数据包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备温度数据图像。

一种配网架空输电线路的无人机巡检方法，所述方法包括：

S100：利用无人机获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据；

S200：对所述电力设备的巡检数据进行筛选，获取筛选后的巡检数据；

S300：根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

在其中的一个实施例中，所述S100中，所述电力设备的巡检数据包括：电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据。

在其中的一个实施例中，所述电力设备的实时图像数据包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备的温度数据图像。

在其中的一个实施例中，所述S200包括：

对所述电力设备的巡检数据进行筛选，剔除所述巡检数据中增益小于阈值的数据。

在其中的一个实施例中，所述S300包括：

根据筛选后的电力设备的外部形态数据图像，对所述电力设备进行外部可见故障诊断；

根据筛选后的电力设备的温度数据图像，对所述电力设备进行温度故障诊断；

根据筛选后的电力设备的放电状态数据，对所述电力设备进行放电故障诊断。

本申请的实施例提供的一种配网架空输电线路的无人机巡检系统及方法，所述系统包括无人机巡检单元、地面测控站和地面数据处理单元。所述无人机巡检单元用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据。所述地面测控站与所述无人机巡检单元进行通信连接，用于接收所述巡检数据，并对所述巡检数据进行筛选。所述地面数据处理单元与所述地面测控站通信连接，用于接收并存储所述地面测控站发送的筛选后的巡检数据，并根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。基于本申请实施例提供的技术方案，利用无人机巡检单元获取电力设备的巡检数据，利用地面测控站与无人机巡检单元进行通信，可以使无人机获取的巡检数据传输至地面测控站，在地面测控站中进行数据筛选，再利用地面数据处理单元对地面测控站获取的巡检数据进行线路诊断，形成了一整套的从巡检数据的获取到巡检数据的筛选再到智能诊断系统。该系统既能节省大量时间成本，又能克服人工检测时漏检和误检等问题，大大提高了检测精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种配网架空输电线路的无人机巡检系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的无人机巡检单元的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种配网架空输电线路的无人机巡检方法的流程图。

附图标号

100 无人机巡检单元

110 无人机本体

120 传感器模块

200 地面测控站

300 地面数据处理单元

400 数据通信链路

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不局限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本申请其中的一个实施例提供一种配网架空输电线路的无人机巡检系统，所述系统包括无人机巡检单元100，地面测控站200以及地面数据处理单元300。所述无人机巡检单元100用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据，并将所述巡检数据存储在所述无人机巡检单元100中。所述地面测控站200与所述无人机巡检单元100进行通信连接，用于接收所述巡检数据，并对所述巡检数据进行筛选，并将筛选后的巡检数据保存在所述地面测控站200中。所述地面数据处理单元300与所述地面测控站200进行通信连接，用于接收并存储所述地面测控站200发送的筛选后的巡检数据，并根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

具体的，本实施例中所述配网架空输电线路为10KV和/或35KV的配网架空输电线路。所述配网架空输电线路中各电力设备包括但不局限于导线、绝缘子、杆塔、避雷线以及接地装置中的一种或者多种。所述地面测控站200和所述地面数据处理单元300中均可以存储有完成相应功能的程序。

本实施例提供的配网架空输电线路的无人机巡检系统，将无人机技术应用到配网架空输电线路的日常巡检领域中，可以节省大量的人力物力。将无人机采集到的大量输电线路中电力设备的图像影集传输到地面测控站以及地面数据处理单元中进行相应处理，实现巡检数据智能化处理，可以减少由于人工检测时出现的漏检和误检等现象，大大提高了检测精度，保证了巡检的可靠性。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，所述无人机巡检单元100包括无人机本体110和传感器模块120。所述传感器模块120搭载于所述无人机本体110，用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据，并将所述巡检数据进行存储，以及将所述巡检数据以预设传输频率发送至所述地面测控站200。其中，在本实施例中，所述预设传输频率优选为2.4G。

具体的，所述无人机本体110可以选用固定翼无人机或旋翼无人机。具体的选择标准可以根据实际工况以及实际巡检任务的内容进行确定。比如执行对杆塔包括红外、紫外以及可见光等在内的精细巡检任务，且巡检范围较大，需要足够的飞行距离时，则此时应当选择大型旋翼无人机。所述无人机本体110在运行的过程中，主要用于相应传感器的搭载，以维持无人机巡检单元100整体的稳定。另外，所述无人机本体110在运行的过程中，可以根据巡检任务的内容进行自身相应参数的调整，这样的设置更有利于巡检任务的精细化。比如，所述无人机本体110在飞行过程中飞行距离和飞行速度的调整。所述传感器模块120包括对配网架空输电线路进行巡检所需采集数据的各种传感器中的一种或多种。比如采集电力设备的放电状态数据时所需的局部放电天线传感器。

在本实施例中，所述无人机巡检单元100中还可以设置自主报警模块，用于当所述无人机巡检单元100运行过程中遇到风险时进行自主报警。所述无人机巡检单元100中还可以设置独立的存储器，用于存储采集到的巡检数据，并将每次巡检任务中采集的数据进行分类存储，以便于巡检数据的备份。当无人机巡检单元100采集到的数据通过通信方式传输至地面测控站200时，数据不慎丢失或损坏时，可以从无人机巡检单元100中的独立存储器中调用相应数据进行线路诊断。

在本实施例中，通过所述无人机本体110和所述传感器模块120之间的配合，可以获取到大量配网架空输电线路的巡检数据，为后续线路诊断提供可靠的数据支持。

在本申请的一个实施例中，所述无人机巡检单元100和所述地面测控站200通过数据通信链路400进行通信连接。

具体的，所述数据通信链路为按照一种链路通信协议将多个数据站进行通信连接的一种方式。

本实施例中，通过设置数据通信链路400，可以保障无人机巡检单元100和所述地面测控站200之间的相互沟通与交流。尤其是在地理环境比较复杂、通讯条件比较差的地区，数据通信链路400可以有效保障无人机巡检单元100和所述地面测控站200的通信，使无人机巡检单元100采集到的相应的巡检数据实时传入到地面测控站200中，确保了整体巡检工作的高效性。

在本申请的一个实施例中，所述地面测控站200可以有效对无人机巡检单元100的整体状态进行监测，可以实时获取无人机巡检单元100的巡检区域。根据地面测控站200实时获取的巡检数据，运维人员可以实时调整无人机巡检单元100的控制方式，使巡检工作更科学合理。除此之外，地面测控站200还可以对无人机巡检单元100发送的巡检数据进行筛选处理，以此获取波形特征更明显的数据用于后续线路诊断工作。

在本申请的一个实施例中，所述地面数据处理单元300主要负责根据所述地面测控站200发送的数据进行线路的诊断工作。所述地面数据处理单元300接收到地面测控站200发送的筛选后的巡检数据之后，首先需要对所述筛选后的巡检数据进行存储和分类。其中，分类标准可以是将巡检区域内不同电力设备的数据归为一类，比如巡检区域A中所采集到的电力设备B的所有巡检数据；或者将整个巡检区域的同一类数据归为一类，比如巡检区域A中所采集到的所有电力设备的电压数据、巡检区域A中所采集到的所有电力设备的温度数据等。

另外，在本实施例中，针对配网架空输电线路中，针对电力线、电塔、走廊等的特点，可以通过人工智能、模式识别等技术，实现线路诊断。

在本申请的一个实施例中，所述巡检数据至少包括：电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据。所述电力设备的实时图像数据至少包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备温度数据图像。

如图3所示，本申请其中的一个实施例提供一种配网架空输电线路的无人机巡检方法，所述方法包括：

S100：利用无人机获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据。

S200：对所述电力设备的巡检数据进行筛选，获取筛选后的巡检数据。

S300：根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

具体的，所述无人机为上述实施例中所述无人机巡检单元100。所述电力设备的巡检数据可以包括电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据等数据中的一种或多种。其中，所述电力设备的实时图像数据至少包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备的温度数据图像。

在其中的一个实施例中，所述S200包括：对所述电力设备的巡检数据进行筛选，剔除所述巡检数据中增益小于阈值的数据。通过这样的操作，可以保证所筛选出的数据具有明显的波形特征，更有利于识别线路中存在的故障。

在其中的一个实施例中，所述S300包括：根据筛选后的电力设备的外部形态数据图像，对所述电力设备进行外部可见故障诊断。根据筛选后的电力设备的温度数据图像，对所述电力设备进行温度故障诊断。根据筛选后的电力设备的放电状态数据，对所述电力设备进行放电故障诊断。本实施例中仅举例说明外部可见、温度故障以及放电故障这三种故障类型。实际应用工况中还包括其他类型的故障，针对不同类型的故障，只需利用相应类型的巡检数据即可判断。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配网架空输电线路的无人机巡检系统，其特征在于，所述系统包括：

无人机巡检单元(100)，用于获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据；

地面测控站(200)，与所述无人机巡检单元(100)进行通信连接，用于接收所述巡检数据，并对所述巡检数据进行筛选；

地面数据处理单元(300)，与所述地面测控站(200)通信连接，用于接收并存储所述地面测控站(200)发送的筛选后的巡检数据，并根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

2.根据权利要1所述的无人机巡检系统，其特征在于，所述无人机巡检单元(100)包括：

无人机本体(110)；

传感器模块(120)，搭载于所述无人机本体(110)，用于获取所述巡检数据，并将所述巡检数据以预设传输频率发送至所述地面测控站(200)。

3.根据权利要求1所述的无人机巡检系统，其特征在于，所述无人机巡检单元(100)与所述地面测控站(200)通过数据通信链路(400)进行通信连接。

4.根据权利要求1所述的无人机巡检系统，其特征在于，所述巡检数据包括：电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据。

5.根据权利要求4所述的无人机巡检系统，其特征在于，所述电力设备的实时图像数据包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备温度数据图像。

6.一种配网架空输电线路的无人机巡检方法，其特征在于，所述方法包括：

S100：利用无人机获取配网架空输电线路中各电力设备的巡检数据；

S200：对所述电力设备的巡检数据进行筛选，获取筛选后的巡检数据；

S300：根据所述筛选后的巡检数据进行线路诊断。

7.根据权利要求6所述的无人机巡检方法，其特征在于，所述S100中，所述电力设备的巡检数据包括：电力设备的放电状态数据和电力设备的实时图像数据。

8.根据权利要求7所述的无人机巡检方法，其特征在于，所述电力设备的实时图像数据包括：电力设备的外部形态数据图像和电力设备的温度数据图像。

9.根据权利要求6所述的无人机巡检方法，其特征在于，所述S200包括：

对所述电力设备的巡检数据进行筛选，剔除所述巡检数据中增益小于阈值的数据。

10.根据权利要求8所述的无人机巡检方法，其特征在于，所述S300包括：

根据筛选后的电力设备的外部形态数据图像，对所述电力设备进行外部可见故障诊断；

根据筛选后的电力设备的温度数据图像，对所述电力设备进行温度故障诊断；

根据筛选后的电力设备的放电状态数据，对所述电力设备进行放电故障诊断。

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