CN112782535A - 一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法 - Google Patents

一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法 Download PDF

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王慧
陈文�
高辉
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    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1218—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays

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Abstract

本发明提供了一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，包括：(1)：控制无人机至塔杆位置；(2)：扫描RFID标签；(3)：无人机飞至塔杆顶部，向下移动，计时；(4)：采集紫外光；(5)：记录第一探测器紫外光最大值时时间，记录第一紫外光值、第一位置；(6)：无人机继续向下飞行；(7)：记录第二探测器紫外光最大值时时间，记录第二紫外光值、第二位置；(8)：计算第一、二位置距离；(9)：计算故障点距离无人机距离；(10)：确定故障点和设备；(11)：判断是否大于参考值，若是，报警；若否，进入(12)；(12)：判断计时是否小于检测时间，若是，继续向下飞行，返回(5)；若不是，结束。

Description

一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法。
背景技术
随着科技的不断发展，电能已经成为人们生产生活不可缺少的重要保障。在我国很多的输电线路会架设在陡峭的山岭上，或者人烟稀少的地方，面对恶劣的环境和天气，若采用传统的徒步方式巡检方式，检修人员很难完成巡检工作。
随着无人机的发展和使用，能够完成复杂地形条件和天气环境下的检测工作，提高检测的实时性和效率性。
输配电线路上绝缘设备长期负重又受环境影响容易老化产生电晕放电现象，在损坏的过程中会产生一些气体，释放出光和热等现象。通过探测这些现象可以发现放电的位置，根据释放信号的强度可以评估设备损坏的程度，红外检测法、超声波检测法和化学检测方法都能够实现局部放电检测。
本发明提出一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，采用无人机搭载两个安装夹角为θ的探测器采集紫外光信号，确定两个探测器采集紫外光信号最强位置，计算出故障点距离第一探测器距离，根据该距离和高度确定具体的故障设备，再根据第一探测器采集的紫外光信号判断是否发出报警，能够克服环境影响，准确有效的找到塔杆放电设备，以便及时进行设备维护。
发明内容
本发明提供一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，能够在特殊环境下准确的检测出放电故障和故障位置，保证输配电线路更好的工作。
本发明具体为一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，所述输配电线路塔杆故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：根据地理坐标控制所述无人机至所述塔杆位置；
步骤(2)：扫描所述塔杆RFID标签，获取所述塔杆相关信息；
步骤(3)：控制所述无人机飞行至所述塔杆顶部位置，从顶部向下移动，并开始计时；
步骤(4)：采集紫外光信号；
步骤(5)：记录第一探测器采集的所述紫外光信号最大值时时间，作为第一时间，记录第一紫外光信号值、第一位置；
步骤(6)：控制所述无人机继续向下飞行；
步骤(7)：记录第二探测器采集的所述紫外光信号最大值时时间，作为第二时间，记录第二紫外光信号值、第二位置；
步骤(8)：根据所述第一时间、所述第二时间、所述无人机飞行速度计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离；
步骤(9)：根据所述第一探测器与所述第二探测器之间的角度计算出故障点距离所述无人机的距离；
步骤(10)：根据所述第一位置、故障点距离所述无人机的距离确定故障点和故障设备；
步骤(11)：判断所述第一紫外光信号值是否大于紫外光参考值，若是，发出放电故障报警，并显示所述故障设备；若不是，进入步骤(12)；
步骤(12)：判断所述无人机计时是否小于检测时间，若是，控制所述无人机继续向下飞行，返回步骤(5)；若不是，结束检测。
所述无人机包含RFID标签识别器，通过读取所述塔杆RFID标签获取所述塔杆相关信息，包括位置信息、高度信息、所述检测时间、各设备位置信息。
所述第一探测器、所述第二探测器采用紫外光信号传感器，包括滤光片、光电倍增管、信号处理器，所述滤光片安装在所述光电倍增管前部，能够滤除其他放电点带来的干扰。
所述信号处理器将采集到的所述紫外光信号转变为电压信号输出，通过分析所述电压信号来判断放电强度。
所述第一探测器与所述第二探测器之间以夹角θ安装。
所述无人机采集实时湿度信息，根据所述实时湿度信息获取所述紫外光参考值。
与现有技术相比，有益效果是：所述输配电线路塔杆故障检测方法采用安装夹角为θ的两个探测器采集紫外光信号，确定两个探测器采集紫外光信号最强位置，计算出故障点距离第一探测器距离，根据该距离和高度确定具体的故障设备，再根据第一探测器采集的紫外光信号判断是否发出报警，能够克服环境影响，准确有效的找到塔杆放电设备，以便及时进行设备维护。
附图说明
图1为本发明一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法的工作流程图。
图2为本发明中第一探测器、第二探测器与塔杆位置图，其中1为第一探测器、2为第二探测器、3为塔杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的输配电线路塔杆故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：根据地理坐标控制无人机至所述塔杆位置；
步骤(2)：扫描塔杆RFID标签，获取塔杆相关信息；
步骤(3)：控制无人机飞行至塔杆顶部位置，从顶部向下移动，并开始计时；
步骤(4)：采集紫外光信号；
步骤(5)：记录第一探测器采集的紫外光信号最大值时时间，作为第一时间，记录第一紫外光信号值、第一位置；
步骤(6)：控制无人机继续向下飞行；
步骤(7)：记录第二探测器采集的紫外光信号最大值时时间，作为第二时间，记录第二紫外光信号值、第二位置；
步骤(8)：根据第一时间、第二时间、无人机飞行速度计算第一位置与第二位置之间的距离；
步骤(9)：根据第一探测器与第二探测器之间的角度计算出故障点距离无人机的距离；
步骤(10)：根据第一位置、故障点距离无人机的距离确定故障点和故障设备；
步骤(11)：判断第一紫外光信号值是否大于紫外光参考值，若是，发出放电故障报警，并显示故障设备；若不是，进入步骤(12)；
步骤(12)：判断无人机计时是否小于检测时间，若是，控制无人机继续向下飞行，返回步骤(5)；若不是，结束检测。
故障点距离无人机的距离为
Figure BDA0002827586630000031
L为第一位置与第二位置之间的距离。
无人机包含RFID标签识别器，通过读取塔杆RFID标签获取塔杆相关信息，包括位置信息、高度信息、检测时间、各设备位置信息。
如图2所示，第一探测器与第二探测器之间以夹角θ安装，且控制无人机飞行角度使得第一探测器与塔杆垂直、第二探测器与塔杆夹角为θ。
第一探测器、第二探测器采用紫外光信号传感器，包括滤光片、光电倍增管、信号处理器。
滤光片探测到的紫外光基本上是直线入射的紫外光，将其安装在光电倍增管前部，进而能够滤除其他放电点带来的干扰，保证检测结果的准确性。
信号处理器包括电压/电流转换模块、滤波模块、放大模块和存储模块，电压/电流转换模块将采集到的紫外光信号转变为电流信号输出，通过分析所述电流信号来判断放电强度。
无人机还采集实时湿度信息，随着空气湿度增加，电晕辐射场强也在增大，容易引起电晕放电，根据实时湿度信息获取不同的紫外光参考值，防止因环境因数的变化导致检测结果的误差。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，其特征在于，所述输配电线路塔杆故障检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：根据地理坐标控制所述无人机至所述塔杆位置；
步骤(2)：扫描所述塔杆RFID标签，获取所述塔杆相关信息；
步骤(3)：控制所述无人机飞行至所述塔杆顶部位置，从顶部向下移动，并开始计时；
步骤(4)：采集紫外光信号；
步骤(5)：记录第一探测器采集的所述紫外光信号最大值时时间，作为第一时间，记录第一紫外光信号值、第一位置；
步骤(6)：控制所述无人机继续向下飞行；
步骤(7)：记录第二探测器采集的所述紫外光信号最大值时时间，作为第二时间，记录第二紫外光信号值、第二位置；
步骤(8)：根据所述第一时间、所述第二时间、所述无人机飞行速度计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离；
步骤(9)：根据所述第一探测器与所述第二探测器之间的角度计算出故障点距离所述无人机的距离；
步骤(10)：根据所述第一位置、故障点距离所述无人机的距离确定故障点和故障设备；
步骤(11)：判断所述第一紫外光信号值是否大于紫外光参考值，若是，发出放电故障报警，并显示所述故障设备；若不是，进入步骤(12)；
步骤(12)：判断所述无人机计时是否小于检测时间，若是，控制所述无人机继续向下飞行，返回步骤(5)；若不是，结束检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，其特征在于，所述无人机包含RFID标签识别器，通过读取所述塔杆RFID标签获取所述塔杆相关信息，包括位置信息、高度信息、所述检测时间、各设备位置信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，其特征在于，所述第一探测器、所述第二探测器采用紫外光信号传感器，包括滤光片、光电倍增管、信号处理器，所述滤光片安装在所述光电倍增管前部，能够滤除其他放电点带来的干扰。
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，其特征在于，所述信号处理器将采集到的所述紫外光信号转变为电流信号输出，通过分析所述电流信号来判断放电强度。
5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的输配电线路塔杆故障检测方法，其特征在于，所述第一探测器与所述第二探测器之间以夹角θ安装。
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