CN113702763B - 一种导地线故障诊断方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导地线故障诊断方法、装置、电子设备及介质，涉及无人机应用领域，解决了输电线路的故障大都依赖人工检测，而人工检测的存在漏检并且检测的准确性不高，其技术方案要点是：采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；所述无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。达到及时发现输电线路本体存在的缺陷隐患，提高输电线路安全管控水平。
Description
技术领域
本发明涉及无人机应用领域，更具体地说，它涉及一种导地线故障诊断方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
随着智慧城市建设的不断发展，对电力的需求日益增长，输电线路的规模也不断增大。作为电力输送的重要通道，输电线路的安全可靠与社会经济的发展紧密关联。输电线路由于所处运行环境复杂，受到风偏、雷电、覆冰、酸雨、外破、异物等因素影响，在长期电动力、机械力、热应力等的综合作用下，导地线容易出现断股、散股、相间放电、电晕放电等故障，严重将发生掉线事故，后果不堪设想。
目前现有的方法主要有：人工肉眼观察或者望远镜查看，效率低下且缺陷遗漏率高；人工登塔检查则存在安全性低、检查范围只集中在杆塔附近导地线接头处，档距中央导地线无法查看等不足；传统手持红外测温效率低、成本高昂、有效探测距离不够等问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题是现有技术中对输电线路的故障大都依赖人工检测，而人工检测的存在漏检并且检测的准确性不高，本发明的目的是提供一种导地线故障诊断方法、装置、电子设备及介质，达到及时发现输电线路本体存在的缺陷隐患，提高输电线路安全管控水平。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种导地线故障诊断方法，所述方法包括：
步骤一，采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
步骤二，根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
步骤三，所述无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
步骤四，将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
本发明采用RTK无人机以及依据RTK基站对输电线路中两个杆塔的塔顶中心点以及杆塔之间的档距地线弧垂最低点进行三维RTK坐标采集，根据输电线路的电压等级规定无人机飞行在输电线路两侧的安全宽度，根据塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标，再加上安全宽度，生成无人机飞行的航线，无人机控制相应的速度根据这个航线进行航拍，无人机搭载高精度红外测温摄像头拍摄输电线路的影像，获取输电线路的红外测温影像，将拍摄的红外测温影像传输至红外观察器，计算机对红外测温影像进行分析，判别输电线路的故障是来源于线路本身设备的发热故障，或是来源于异物搭接线路导致的故障，如风筝线搭在输电线路上等。
进一步，所述步骤一中，所述无人机采集输电线路的两杆塔的塔顶中心点与杆塔之间档距地线弧垂最低点的经度、纬度及绝对高程。
进一步，所述步骤二中，根据所述杆塔塔顶中心点、弧垂最低点及设定的航线宽度，规划输电线路两测的V形带宽航线。
进一步，将所述红外测温影像通过RTK坐标与档距设备信息关联，并按电压等级、线路名称及挡段命名。
进一步，所述步骤四中，按照一秒十帧截取所述红外测温影像各拍摄点的温度图谱，根据所述温度图谱对导/地线的最高温度进行自动跟踪，提取导/地线热点温度最高值，将导/地线的最高热点温度部位与同类设备、同等位置进行对比分析，当其最大温升大于5K，则输出设备本体发热故障报告。
进一步，所述步骤四中，根据所述红外测温影像获取导/地线间的图谱形状，若图谱形状中的导/地线出现异物搭接，则输出异物故障报告。
一种故障诊断装置，用于执行所述方法，所述装置包括：
坐标采集模块，用于采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
航线规划模块，用于根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
图像获取模块，用于所述无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
图像分析模块，用于将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
进一步，所述装置还包括无人机、红外测温仪、无线通信模块及定位模块，所述无人机用于完成航线行驶，所述红外测温仪用于拍摄红外测温影像，所述无线通信模块用于将拍摄的影像传输至数据接收端，所述定位模块用于获取当前无人机的位置信息。
一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于与所述存储器通信以执行所述可执行指令从而完成所述的方法的操作。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的指令，其特征在于，所述指令被执行时执行所述的方法的操作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明根据输电线路的特殊性，规划出V形航行路线，无人机搭载红外测温镜头控制飞行速度依据V形航线对输电线路进行拍摄，获取红外测温影像，对红外影像数据进行分析处理，分析导/地线间图谱形状变化，是否有明显图谱形状差异，若有则输出输电线路出现异物搭接，若无，则分析红外热影像，对导/地线最高温度进行自动跟踪，自动提取内导线、地线热点温度最高值，对导/地线最高热点温度部位进行同类设备、同等位置温度进行对比将同类型设备的最高温度值进行对比分析，当其最大温升大于5K，则输出设备本体发热故障报告。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种导地线故障诊断方法流程图；
图2为本发明一种导地线故障诊断方法的无人机的V形航线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
如图1所示，本实施例一提供一种导地线故障诊断方法，方法包括以下步骤：
步骤S1，采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
步骤S2，根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
步骤S3，无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
步骤S4，将红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
工作原理：利用RTK微型无人机搭载红外测温装置通过规划RTK微型无人机自主巡检航线对输电线路导/地线全区段红外测温，采集待检测的导/地线的红外影像数据，然后将采集到的红外影像数据进行数据分析，获得导/地线是否有故障结果。
如图1所示，优选地，步骤S1中，无人机采集输电线路的两杆塔的塔顶中心点与杆塔之间档距地线弧垂最低点的经度、纬度及绝对高程。采用RTK基站和RTK微型无人机对输电杆塔A和B两基杆塔塔顶中心和档距地线弧垂最低点C进行三维RTK坐标采集：经度、纬度、绝对高程。
如图2所示，优选地，步骤S2中，根据杆塔塔顶中心点、弧垂最低点及设定的航线宽度，规划输电线路两测的V形带宽航线。航线的宽度由输电线路的电压等级选定，如220KV输电线路其无人机安全拍摄的距离可为5米，选取A、B、C三点的正上方10米，左右5米的D、E、F、G、H、I点为RTK微型无人机航迹点规划V字形带宽航线，输出格式为KML文件。
如图1所示，优选地，步骤S3中，将红外测温影像通过RTK坐标与档距设备信息关联，并按电压等级、线路名称及挡段命名。根据RTK坐标定位目标区域，对该区域的输电线路的基本做一个命名，方便后续输出的报告能够快速知道输电线路的哪个环节出现问题，以便维护检修。
如图1所示，优选地，步骤S4中，按照一秒十帧截取红外测温影像各拍摄点的温度图谱，根据温度图谱对导/地线的最高温度进行自动跟踪，提取导/地线热点温度最高值，将导/地线的最高热点温度部位与同类设备、同等位置进行对比分析，当其最大温升大于5K，则输出设备本体发热故障报告。
将采集的红外影像数据导入IR Viwer(红外观察器)，按照一秒十帧截取红外测温影像各拍摄点的温度图谱，并自动导出最高温度值，将与最高温度值对应的温度部位与同类设备、同等位置进行对比分析，当其最大温升大于5K，则输出设备本体发热故障报告。
如图1所示，优选地，步骤S4中，根据红外测温影像获取导/地线间的图谱形状，若图谱形状中的导/地线出现异物搭接，则输出异物故障报告。
由红外测温影像获取导/地线间的图谱形状，由于输电网络的两个杆塔之间的电线之间不会存在线路交叉的问题，如果在图谱上观测出有线搭在输电线上，则可判断出线路之间存在异物的故障诊断。
实施例二
本实施例二在实施例一的基础上还提供一种故障诊断装置，用于执行上述方法，装置包括：
坐标采集模块，用于采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
航线规划模块，用于根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
图像获取模块，用于无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
图像分析模块，用于将红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
优选地，装置还包括无人机、红外测温仪、无线通信模块及定位模块，无人机用于完成航线行驶，红外测温仪用于拍摄红外测温影像，无线通信模块用于将拍摄的影像传输至数据接收端，定位模块用于获取当前无人机的位置信息。
具体的，无人机采用大疆精灵4RTK，红外测温仪的镜头分辨率为640×480，无线通信模块采用5.2GHz外加装图传系统，定位模块采用RTK高精度定位模块，以上模块或仪器的选用只要能够达到测量要求的均可。
本实施例二还提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于与所述存储器通信以执行所述可执行指令从而完成所述的方法的操作。
本实施例二还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的指令，其特征在于，所述指令被执行时执行所述的方法的操作。
例如包括指令的存储器，上述指令可由电子设备的处理器执行以完成上述诊断的方法，该方法包括：采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。可选地，上述指令还可以由电子设备的处理器执行以完成上述示例性实施例中所涉及的其他步骤。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一，采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
步骤二，根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
步骤三，所述无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
步骤四，将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
2.根据权利要求1所述的一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤一中，所述无人机采集输电线路的两杆塔的塔顶中心点与杆塔之间档距地线弧垂最低点的经度、纬度及绝对高程。
3.根据权利要求1所述的一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤二中，根据所述杆塔塔顶中心点、弧垂最低点及设定的航线宽度，规划输电线路两测的V形带宽航线。
4.根据权利要求1所述的一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤三中，将所述红外测温影像通过RTK坐标与档距设备信息关联，并按电压等级、线路名称及挡段命名。
5.根据权利要求1所述的一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤四中，按照一秒十帧截取所述红外测温影像各拍摄点的温度图谱，根据所述温度图谱对导/地线的最高温度进行自动跟踪，提取导/地线热点温度最高值，将导/地线的最高热点温度部位与同类设备、同等位置进行对比分析，当其最大温升大于5K，则输出设备本体发热故障报告。
6.根据权利要求1所述的一种导地线故障诊断方法，其特征在于，所述步骤四中，根据所述红外测温影像获取导/地线间的图谱形状，若图谱形状中的导/地线出现异物搭接，则输出异物故障报告。
7.一种故障诊断装置，其特征在于，用于执行如权利要求1至6任一项所述的一种导地线故障诊断方法，所述装置包括：
坐标采集模块，用于采用无人机对输电线路的杆塔塔顶中心点与弧垂最低点进行坐标采集，获取杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标；
航线规划模块，用于根据杆塔塔顶中心点与弧垂最低点的三维坐标规划V形的带宽航线，并输出KML文件；
图像获取模块，用于所述无人机根据所述KML文件的航线对输电线路进行拍摄，获取输电线路的红外测温影像；
图像分析模块，用于将所述红外测温影像进行分析，获取输电线路异物故障报告和/或设备本体故障报告。
8.根据权利要求7所述的一种故障诊断装置，其特征在于，所述装置还包括无人机、红外测温仪、无线通信模块及定位模块，所述无人机用于完成航线行驶，所述红外测温仪用于拍摄红外测温影像，所述无线通信模块用于将拍摄的影像传输至数据接收端，所述定位模块用于获取当前无人机的位置信息。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于与所述存储器通信以执行所述可执行指令从而完成权利要求1-6中任一所述故障诊断方法的操作。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的指令，其特征在于，所述指令被执行时执行权利要求1-6中任一所述故障诊断方法的操作。
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