CN116520010B - 一种基于无人机的多参量一体化验电系统及其对应的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的多参量一体化验电系统及其对应的方法，属于电网运行维护检修技术领域。通过对待测电力设备附近的空间电场探测及其带电状态等电位测量，实现多参量、多原理一体化验电系统。根据空间电场探测和带电状态等电位测量各阶段的特征及作业需求，提出适应全场景的验电流程和方法，并对不同阶段数据的互通和组合逻辑判断对待测电力设备带电状态进行准确判定，对验电系统的全场景应用拓展，增强验电系统的适用性，提高验电准确性和可靠性。本发明可减少检修作业人员多次登高作业的高强度劳动，降低高空作业难度和作业风险，有助于验电作业效率的提升。解决了现有验电系统存在适用性差、验电准确性低以及可靠性差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电网运行维护检修技术领域，并且更具体地，涉及一种基于无人机的多参量一体化验电系统及其对应的方法。
背景技术
根据《国家电网公司电力安全工作规程》要求，在部分停电的电气设备上工作或停电线路工作地段挂接接地线及其他操作前，需通过验电器完成验电作业，明确设备或线路无电压，以防出现带电挂接接地线、合接地刀闸、检修人员误触带电设备等恶性事故的发生。传统的验电方式为检修人员手持安装有较长绝缘杆的接触式验电器，将金属探针触碰被验电设备，观察验电器是否报警。为减轻验电作业人员劳动强度、降低工作复杂度、提高检修效率，依托无人机开展电力设备验电。传统的非接触式验电器虽可满足一般场景下的验电需求，但对一些设备遮挡（重叠）区域存在不能可靠准确反馈待测目标待测电力设备的带电状态，需要辅助接触式验电器对目标待测电力设备的带电状态进行二次确认；但仅采用无人机搭载接触式验电器作业时，待测电力设备周围的电场可能会对无人机的飞控正常运行产生影响，无人机与验电器相连接的较长的绝缘绳极大的增加无人机操控及开展接触验电的难度。为在保障作业人员人身安全和设备财产安全的基础上提高验电准确性和可靠性，对一些复杂场景下的验电系统应用进行拓展，增强验电系统在全场景下的适用性，提高验电作业效率，有必要整合现有无人机在辅助检修方面的应用和不同原理的验电特性和优势，提出一种基于无人机的多参量一体化验电系统和方法。
目前，国内外现有各类高压验电器，按照验电方式主要分为接触式验电器和非接触式验电器两大类。目前电力巡检一线常用的为接触式验电器，在电力企业中广泛应用，生产工艺较为成熟。其主体由验电器本体和伸缩式绝缘操作杆组成，其工作原理是通过检测流过验电器对地杂散电容的电流指示电压是否存在，当检测到待测电力设备或输电线路上存在高电压时，发出灯光和蜂鸣声作为报警信号，从而给予检修作业人员明显易辨的视觉与听觉信号。但是接触式验电器存在以下三个方面的不足：
1）使用时需采用伸缩杆将验电器本体贴近高压带电体，随着电压等级的提升，线路高度和绝缘距离显著增大，验电操作难度和工作量较大，且登高时存在一定的作业风险。
2）验电现场须因地制宜，选择合适的接触点或登高作业验电，灵活性不高，特别在线路跨越河流、山谷、交通线路等作业人员无法到达的作业环境下，接触式验电器无法使用。
3）验电器在标准试验环境条件下可满足出厂标定值，一旦离开标准试验环境条件，验电器的启动电压将会产生一定程度上的偏离，且现场验电操作环境与标准试验环境存在较大的杂散电容分布差异，通过电流指示器的电容电流容易受到验电环境和被检测带电体的影响，存在误判真实带电情况的可能。
非接触式验电器是一种新型验电器，它不与高压带电体接触，通过测量高压线路附近的空间电场来检测线路是否带电，目前市场上实用的非接触式验电器，其验电方法主要是通过检测待测线路附近的电场强度、及验电器到待测线路的距离，根据距离与电场强度的对应关系，判断待测线路是否带电。
专利申请CN107918045A公布了一种特高压输电线路非接触式验电系统，搭载在无人机上的电场检测装置和位于地面的控制装置，通过第一报警单元及第二报警单元实现验电；CN107478894A公布了一种电压值可测量的非接触式智能型高压验电器，具体公开了一种用于输电线路验电作业的电压值可测量的非接触式智能型高压验电器，仍需要采用手持杆完成验电；CN111580531A、CN212540510U、CN104459285A等专利申请公布了自主验电方式及电场采集方式，受距离测量精度影响及限制。CN103344818A公开了一种非接触式验电器和验电方法，阈值设置为单点方式。
传统的非接触式验电器虽可以满足一般场景下的验电需求，但面对复杂的作业场景，仍存在以下两个方面的不足：
1、一些设备遮挡（重叠）区域存在不能可靠准确反馈待测目标电力设备的带电状态，需要辅助其他方式对线路带电状态进行二次确认；
2、通过对带电体附近某一区域进行判断是否带电，不能检测附近空间电场分布特征，缺乏多区域带电状态数据组合判断，准确性不高。
因此，现有的验电系统存在适用性差、验电准确性低以及可靠性差的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于无人机的多参量一体化验电系统及其对应的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种基于无人机的多参量一体化验电系统，包括：
无人机、验电装置采集端、验电装置手持端、绝缘连接件以及电动升降机，其中电动升降机装配在无人机的机身下方，验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；并且
验电装置采集端用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端用于接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；
验电装置采集端还用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电。
可选地，所述验电装置采集端包括空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块、第一MCU处理器以及第一电池供电电路，其中
空间电场探测模块用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；
等电位测量模块用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；
第一无线模块和验电装置手持端进行无线数据传输，响应验电装置手持端发送的指令，以及连续发送测量值给验电装置手持端；
第一电池供电电路用于为空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块以及第一MCU处理器供电。
可选地，所述空间电场探测模块包括空间电场采集传感器、第一低通滤波电路和第一绝对值电路，其中
空间电场采集传感器用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值通过第一低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第一绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
可选地，所述等电位测量模块包括分压传感器、第二低通滤波电路和第二绝对值电路，其中
分压传感器用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值通过第二低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第二绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
可选地，所述验电装置手持端包括显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块、第二MCU处理器以及第二电池供电电路，其中
显示屏用于为使用者提供人机界面，显示电场测量结果以及验电结果信息；
按键电路用于为使用者提供交互操作；
实时钟电路用于记录事件时间；
第二无线模块和验电装置采集端进行无线数据传输；
第二MCU处理器用于通过第二无线模块接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；第二MCU处理器还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电；
第二电池供电电路用于为显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块和第二MCU处理器供电。
可选地，所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备附近的空间电场进行探测：
操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；
无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测；
空间电场探测模块中的空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；
验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；
当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录；
当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；
在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业。
可选地，所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：
当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；
验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；
在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；
在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
根据本发明的另一个方面，提供了一种适用于基于无人机的多参量一体化验电系统的方法，包括：
将电动升降机装配在无人机的机身下方，将验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，将验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；
验电装置采集端对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；
验电装置采集端根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电。
可选地，所述对待测电力设备附近的空间电场进行探测，包括：
操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；
无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测；
通过空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；
验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；
当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录；
当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；
在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业。
可选地，所述对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：
当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；
验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；
在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；
在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
从而，本发明通过对待测电力设备附近的空间电场探测及其带电状态等电位测量，实现多参量、多原理一体化验电系统。根据空间电场探测和带电状态等电位测量各阶段的特征及作业需求，提出适应全场景的验电流程和方法，并对不同阶段数据的互通和组合逻辑判断对待测电力设备带电状态进行准确判定，对验电系统的全场景应用拓展，增强验电系统的适用性，提高验电准确性和可靠性。本发明可减少检修作业人员多次登高作业的高强度劳动，降低高空作业难度和作业风险，有助于验电作业效率的提升。解决了现有验电系统存在适用性差、验电准确性低以及可靠性差的技术问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1是本发明一示例性实施例提供的基于无人机的多参量一体化验电系统的结构示意图；
图2是本发明一示例性实施例提供的适用于基于无人机的多参量一体化验电系统的技术路线图；
图3是本发明一示例性实施例提供的验电装置采集端的结构框图；
图4是本发明一示例性实施例提供的验电装置手持端的结构框图；
图5是本发明一示例性实施例提供的搭载多参量一体化验电系统的无人机对待测电力设备附近空间电场进行探测作业的示意图；
图6是本发明一示例性实施例提供的挂载验电装置采集端的无人机对待测电力设备的带电状态等电位进行测量作业示意图。
具体实施方式
下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1是本发明一示例性实施例提供的基于无人机的多参量一体化验电系统的结构示意图。如图1所示，基于无人机的多参量一体化验电系统包括：无人机、验电装置采集端、验电装置手持端、绝缘连接件以及电动升降机，其中电动升降机装配在无人机的机身下方，验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；并且验电装置采集端用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；验电装置手持端用于接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；验电装置采集端还用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；验电装置手持端还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电。
在本发明实施例中，带电导体周围的空间电场随与带电导体的距离的平方成反比，与电压成正比。因此对于高压带电设备，电压越高空间电场强度越大，随着距离的增大电场强度越小。可分为以下三种典型工况：
工况1：当高压设备停电时，设备周围空间电场强度为零；
工况2：当高压设备停电时，设备周围有其他带电导体，设备周围空间电场强度介于带电和停电之间，距离带电导体越远，空间电场强度越小，离带电导体越近空间电场强度越大，带电导体表面电场强度最大；
工况3：当高压设备带电时，距离带电设备越远，空间电场强度越小，离带电设备越近空间电场强度越大，带电设备的表面电场强度最大。
在距离高压设备30米至5米的空间范围内，设备周围空间电场强度根据设备电压等级的差异有着显著不同，在离设备较近的一个空间范围内，设备带电和不带电的工况下，空间电场强度值至少有上百倍数量级的区别。设备存在感应电压和不带电的工况下，空间电场强度值至少有近十倍数量级的区别。同时在设备带电时，离导线较近的空间范围内，电场强度很高；设备停电时，离设备较近的空间范围内，电场强度值基本为零，在二者之间电场根据作业环境的不同而按特定特征变化。
根据空间电场分布特征，通过测量待测电力设备附近的空间电场分布对高压设备的带电状态进行初步判断，如果初步判断高压设备不带电，则对高压设备的带电导体表面的电场强度进行采集，初步判断及表面带电状态等电位测量确认，可以准确的判断待测电力设备是带电还是停电状态。
无人机多参量一体化验电系统集成空间电场探测和高压设备带电状态等电位测量功能于一体，其示意图如图1所示。将多参量验电器（即，验电装置采集端）通过轻质绝缘绳（即，绝缘连接件）与装配在机身下方的电动升降机相连，可通过控制绝缘绳的收放长度来调节多参量验电器距离待测电力设备的距离进行验电。
当无人机搭载多参量验电器对高压带电设备开展验电作业时，由于无人机飞行高度较高和旋翼飞行噪声的干扰，若多参量验电器仅仅采用声光报警方式，处于地面的检修作业人员存在一定可能无法清晰获得报警信号。因此，多参量验电器通过无线通信的方式将验电采集的数据传输到地面手持端，处于地面的检修人员通过手持端（如图3所示）记录数据并确认待测电力设备带电状态。若待测电力设备带电，手持端显示屏显示带电状态，并产生声音和红灯闪烁提醒。无人机多参量验电手持端可分别与空间电场探测模块和带电状态等电位测量模块通信，并对多参量验电器多点多次的采集数据和验电结果进行储存记录，通过对各验电结果的组合逻辑判断实现待测电力设备带电状态的判断。其中，为避免由于待测电力设备感应电压的存在而导致的误报警，认为当设备电压不足0.1Un(Un为设备标称电压)时，验电器认为其“无电压”。
依据《国家电网公司电力安全工作规程》要求，为确保验电结果的准确、可靠，使用无人机多参量一体化验电系统进行验电，如图2所示，系统由空间电场探测和带电状态等电位测量两个功能模块组成，并通过验电数据的同平台互通及组合逻辑判断实现对待测电力设备带电状态的准确判断。
当无人机及多参量一体化验电系统组装并自检完成后首先进行空间电场探测，在探测过程中绝缘绳处于整体回收状态，通过待测目标设备定位和多参量验电器定向锁定待测电力设备，控制无人机飞行高度不变，缓慢靠近待测目标设备，并同步测量空间电场数据。根据空间电场强度的实时测量值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近。与待测电力设备保持一定距离，调整无人机和待测电力设备的相对位置，对待测电力设备附近的空间电场数据进行多姿态、多位置采集，采集过程中实时记录测量数据，并将结果通信回传至地面手持端。从采集的空间电场值中较高的数据中，随机提取几组空间电场测量数据进行组合逻辑判断。若空间电场探测阶段中判断设备带电，则认为待测电力设备带电，且无需进行后续的设备带电状态等电位测量，整个验电作业流程结束。
若空间电场探测中判断待测电力设备不带电，或设备电压为不足0.1Un（Un为设备标称电压）感应电压时，则可操控无人机飞至待测电力设备上方，通过控制电动升降装置和绝缘绳使多参量验电器逐渐靠近待测电力设备，开展设备带电状态等电位测量，对待测电力设备的电压范围进行检测。对待测电力设备的不同位置的带电状态进行多次等电位测量，并将确认数据通信回传至地面手持端与设定阈值比较。在手持端对空间电场探测阶段和设备带电状态等电位测量阶段的多次测量结果进行组合逻辑判定，当且仅当空间电场探测阶段和带电状态等电位测量阶段的测量结果及验电状态均判断待测电力设备不带电时，认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备为带电状态，避免因其他电力设备遮挡及其他环境因素的影响产生验电结果的漏报。
可选地，所述验电装置采集端包括空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块、第一MCU处理器以及第一电池供电电路，其中空间电场探测模块用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；等电位测量模块用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；第一无线模块和验电装置手持端进行无线数据传输，响应验电装置手持端发送的指令，以及连续发送测量值给验电装置手持端；第一电池供电电路用于为空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块以及第一MCU处理器供电。
可选地，所述空间电场探测模块包括空间电场采集传感器、第一低通滤波电路和第一绝对值电路，其中空间电场采集传感器用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值通过第一低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第一绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
可选地，所述等电位测量模块包括分压传感器、第二低通滤波电路和第二绝对值电路，其中分压传感器用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值通过第二低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第二绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
在本发明实施例中，如图3所示，验电装置采集端由锂电池供电，硬件电路空间电场探测模块和等电位测量模块构成，采用空间电场采集传感器、分压传感器、第一低通滤波、第一绝对值电路、第二低通滤波、第一绝对值电路、第一MCU处理器、第一无线模块以及第一电池供电电路组成。通过空间电场采集传感器和分压传感器实现空间电场的采集，通过低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过绝对值电路转换成MCU处理可以进行A/D采样的正电压信号，在MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度值。无线模块和验电装置手持端进行无线数据传输，响应手持端发送的指令，以及连续发送测量值给地面手持端。
具体为，通过空间电场采集传感器对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值通过第一低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第一绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
通过分压传感器根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值通过第二低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第二绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
可选地，所述验电装置手持端包括显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块、第二MCU处理器以及第二电池供电电路，其中显示屏用于为使用者提供人机界面，显示电场测量结果以及验电结果信息；按键电路用于为使用者提供交互操作；实时钟电路用于记录事件时间；第二无线模块和验电装置采集端进行无线数据传输；第二MCU处理器用于通过第二无线模块接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；第二MCU处理器还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电；第二电池供电电路用于为显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块和第二MCU处理器供电。
在本发明实施例中，如图4所示，验电装置手持端由电池供电，硬件电路由显示屏、按键电路、第二MCU处理器、实时钟电路、第二无线模块以及第二电池供电电路组成。实时钟电路记录事件时间，第二无线模块和验电装置采集端进行无线数据传输，显示屏和按键实现手持端的人机界面和交互操作，在显示屏上显示电场测量结果以及验电结果信息。验电装置手持端所有的历史验电记录都会存储在第二MCU处理内部存储单元中，通过对多点位验电测量结果的组合逻辑判断，确定设备带电状态。
可选地，所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备附近的空间电场进行探测：操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测；空间电场探测模块中的空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录；当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业。
在本发明实施例中，基于无人机的多参量一体化验电系统可用于输电、变电、配电等各专业类型的作业前的验电，以输电线路开展无人机多参量一体化验电为例对验电流程介绍，其他领域的高压设备验电流程与其相同。在完成无人机多参量一体化验电系统组装，并对多参量验电器及电动升降机构进行自检后，确认多参量一体化验电系统和数据互通模块等均可正常工作后，首先对待测线路进行空间电场探测，探测作业示意图如图5所示。
在开展空间电场探测时保持绝缘绳处于整体回收状态。首先操控无人机飞至约与待测线路相同高度的位置，在大视场中采用机载摄像头对待测线路进行识别，通过操控面板对待测线路进行确认。无人机锁定待测目标线路，当手持端确认后开始对待测线路附近的空间电场探测，此时距待测线路的空间电场起始探测距离为D1，操控无人机以速度不大于0.2m/s的速度靠近待测线路。
空间电场探测模块中的传感器对空间电场值进行采样，并通过通讯模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的手持端。根据空间电场强度的实时测量值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近。当无人机与待测线路为最小安全作业距离D2时，观察手持端的空间电场采样值变化和与报警阈值的比较对线路带电状态进行判断，并在手持端对线路带电状态S11（对应于第一实时带电状态）进行记录。当无人机与待测线路间距离为最小安全距离时，系统自动控制无人机在竖直方向±H高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与线路处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度较大的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录带电状态S12（对应于第二实时带电状态）和S13（对应于第三实时带电状态）等。在手持端对各带电状态进行组合逻辑判断，当带电状态S11、S12和S13等存在至少一个状态显示线路带电，认为线路带电，整个验电作业流程结束；当带电状态S11、S12和S13等带电状态均显示线路不带电时，则认为线路不带电，需开展无人机线路带电状态等电位测量作业。
其中，空间电场探测起始距离D1和最小安全作业距离D2由输电线路电压、线路布置方式、无人机电子元器件受磁场影响的阈值等因素，结合理论计算和模拟试验进行确定。例如，对于500kV线路无人机空间电场起始探测距离D1为不小于为10m，最小安全作业距离D2不小于5m。
可选地，所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
在本发明实施例中，当待测电力设备对应的待测线路周围空间电场探测中判断线路（设备）不带电或带感应电压时，需使用多参量一体化验电系统内置的线路带电状态的等电位测量模块对待测线路的带电状态进行确认。当在操作面板上确认开展待测线路带电状态等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测目标线路，无人机自主飞至待测线路上方。多参量验电器未下放时与待测侧线路间的距离D1与前述空间电场探测阶段的起始探测距离相同。当到达待测线路上方后对该位置的空间电场强度进行测量，当仍显示待测目标线路不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降装置释放D3长度多参量验电器，如图6所示。
为便于无人机通过多参量验电器对待测线路带电状态等电位测量，绝缘绳长度D3可视线路布置方式和现场风速等进行调整，如对于同塔双回或三回等输电线路，为保证无人机飞行状态不受其他回路线路的影响，可进一步控制电动升降装置释放绝缘绳增大安全作业距离。在保持多参量验电器不发生大范围摆动的情况下，稳定操控无人机使得多参量验电器缓慢靠近线路（设备），使得多参量验电器与待检测线路（设备）稳定、可靠接触，在手持端确认并记录此时线路带电状态S21（对应于第四实时带电状态）。相似的，操控无人机对同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录线路带电状态S22（对应于第五实时带电状态）和S23（对应于第六实时带电状态）等。在手持端对各带电状态进行组合逻辑判断，当带电状态S21、S22、S23等均显示线路不带电时，且与空间电场探测阶段的测量结果一致，则认为线路不带电，否则认为线路带电。
本发明还示例性提供了一种适用于基于无人机的多参量一体化验电系统的方法，包括：将电动升降机装配在无人机的机身下方，将验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，将验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；验电装置采集端对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；验电装置手持端根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；验电装置采集端根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；验电装置手持端接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电。
可选地，所述对待测电力设备附近的空间电场进行探测，包括：操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测；通过空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录；当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业。
可选地，所述对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
本发明实施例的适用于基于无人机的多参量一体化验电系统的方法与本发明实施例的基于无人机的多参量一体化验电系统所能够实现的方法步骤相对应，在此不再赘述。
本发明集成空间电场探测功能子模块与带电状态等电位测量功能子模块形成多参量、多原理一体化验电系统，多参量验电器通过绝缘绳与机身下方的电动升降机构连接，便于使用多参量验电器作业开展不同原理的验电作业。
本方法提出的多原理、多点位验电方法和作业流程，在对待测电力设备周围空间电场探测结果的基础上开展带电状态等电位测量。首先操控无人机使多参量验电器在与待测电力设备水平高度相同的位置和±H范围内移动，对使用空间电场探测功能子模块待测电力设备周围空间电场渐进采样并与预设阈值进行比对；当空间电场探测判定结果的组合逻辑判断设备不带电时，开展设备带电状态等电位测量，对设备的不同位置的带电位置开展多点等电位测量，确保验电结果的可信性。
本发明提出的一种基于无人机的多参量一体化验电系统，通过对空间电场探测功能子模块与带电状态等电位测量功能子模块与手持端数据通信，可实现对不同子模块的多次测量状态S11、S12、S21等记录和组合逻辑判断。当且仅当各阶段测量的所有测量状态均为不带电时，认为待测电力设备不带电，若存在一个测量状态为带电，则认为待测电力设备带电，确保了验电结果的准确和可靠。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1) 整合空间电场探测功能模块与带电状态等电位测量模块于一体的无人机多参量一体化验电系统，提出无人机多参量一体化验电系统的标准化验电作业流程，确保无人机开展验电作业的高效准确。
(2) 通过对带电导线周围空间电场的探测和带电状态的等电位测量确认，可对待测电力设备的感应电压状态进行确认，并对感应电压的大小范围进行检测，弥补了感应电压验电盲区。
(3) 通过对不同验电流程的验电结果数据互通和组合逻辑判断，实现对待测电力设备带电状态进行准确判断，提升了验电结果的可信度，确保了验电结果的可靠性。
(4) 提出的无人机多参量一体化验电系统和方法可减少检修作业人员多次登高作业的高强度劳动，降低高空作业难度和作业风险，有助于验电作业效率的提升。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (6)
1.一种基于无人机的多参量一体化验电系统，其特征在于，包括：无人机、验电装置采集端、验电装置手持端、绝缘连接件以及电动升降机，其中电动升降机装配在无人机的机身下方，验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；并且
验电装置采集端用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端用于接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；若根据第一带电状态确认待测电力设备带电时，无需进行后续的设备带电状态等电位测量，整个验电作业流程结束；
验电装置采集端还用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电；其中
所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备附近的空间电场进行探测：
操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；
无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测，此时无人机距待测电力设备的空间电场起始探测距离为D1，操控无人机以速度不大于0.2m/s的速度靠近待测电力设备；
空间电场探测模块中的空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；
验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；
当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离D2时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录，其中空间电场起始探测距离D1和最小安全作业距离D2由待测电力设备电压、线路布置方式、无人机电子元器件受磁场影响的阈值，结合理论计算和模拟试验进行确定，当待测电力设备的电压为500kV时，空间电场起始探测距离D1不小于10m，最小安全作业距离D2不小于5m；
当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；
在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业；
所述多参量一体化验电系统通过以下操作对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：
当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；
验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；
在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；
在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述验电装置采集端包括空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块、第一MCU处理器以及第一电池供电电路，其中
空间电场探测模块用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；
等电位测量模块用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值发送至第一MCU处理器，由第一MCU处理器通过第一无线模块将空间电场采样值传输至验电装置手持端；
第一无线模块和验电装置手持端进行无线数据传输，响应验电装置手持端发送的指令，以及连续发送测量值给验电装置手持端；
第一电池供电电路用于为空间电场探测模块、等电位测量模块、第一无线模块以及第一MCU处理器供电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述空间电场探测模块包括空间电场采集传感器、第一低通滤波电路和第一绝对值电路，其中
空间电场采集传感器用于对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值通过第一低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第一绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述等电位测量模块包括分压传感器、第二低通滤波电路和第二绝对值电路，其中
分压传感器用于根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值通过第二低通滤波电路滤除除工频信号以外的高频干扰，然后经过第二绝对值电路转换成第一MCU处理器可以进行A/D采样的正电压信号，在第一MCU处理器内部进行有效值计算后得到电场强度采样值。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述验电装置手持端包括显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块、第二MCU处理器以及第二电池供电电路，其中
显示屏用于为使用者提供人机界面，显示电场测量结果以及验电结果信息；
按键电路用于为使用者提供交互操作；
实时钟电路用于记录事件时间；
第二无线模块和验电装置采集端进行无线数据传输；
第二MCU处理器用于通过第二无线模块接收验电装置采集端发送的空间电场采样值，根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；第二MCU处理器还用于接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电；
第二电池供电电路用于为显示屏、按键电路、实时钟电路、第二无线模块和第二MCU处理器供电。
6.一种采用权利要求1所述的基于无人机的多参量一体化验电系统进行验电的方法，其特征在于，包括：
将电动升降机装配在无人机的机身下方，将验电装置采集端通过绝缘连接件与电动升降机相连，将验电装置手持端与验电装置采集端无线数据传输；
验电装置采集端对待测电力设备附近的空间电场进行探测，并将探测得到的空间电场采样值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端根据空间电场采样值，按照预设的第一逻辑判断规则，判断待测电力设备的第一带电状态，并在根据第一带电状态确认待测电力设备不带电时，将等电位测量作业指令传输至验电装置采集端；若根据第一带电状态确认待测电力设备带电时，无需进行后续的设备带电状态等电位测量，整个验电作业流程结束；
验电装置采集端根据等电位测量作业指令对待测电力设备的带电状态进行等电位测量，并将得到的等电位值测量值传输至验电装置手持端；
验电装置手持端接收验电装置采集端发送的等电位值测量值，根据等电位值测量值确定待测电力设备的第二带电状态，根据第一带电状态与第二带电状态，按照预设的第二逻辑判断规则，判断待测电力设备是否带电；其中
所述对待测电力设备附近的空间电场进行探测，包括：
操控无人机飞至与待测电力设备相同高度的位置，通过显示屏显示的操控面板对待测电力设备进行确认；
无人机锁定待测电力设备，当验电装置手持端确认后开始对待测电力设备附近的空间电场进行探测，此时无人机距待测电力设备的空间电场起始探测距离为D1，操控无人机以速度不大于0.2m/s的速度靠近待测电力设备；
通过空间电场采集传感器对空间电场值进行采样，并通过第一无线模块将空间电场的实时采样值回传到地面作业人员的验电手持端；
验电装置手持端根据空间电场的实时采样值判断安全作业距离，当空间电场强度较大，或已达到安规规定的最小作业距离时，则停止向待测电力设备方向靠近；
当无人机与待测电力设备为最小安全作业距离D2时，观察验电装置手持端接收到的空间电场的实时采样值变化，将实时采样值与报警阈值进行比较，根据比较的结果对待测电力设备的第一实时带电状态进行判断，并在验电装置手持端对待测电力设备的第一实时带电状态进行记录，其中空间电场起始探测距离D1和最小安全作业距离D2由待测电力设备电压、线路布置方式、无人机电子元器件受磁场影响的阈值，结合理论计算和模拟试验进行确定，当待测电力设备的电压为500kV时，空间电场起始探测距离D1不小于10m，最小安全作业距离D2不小于5m；
当无人机与待测电力设备间距离为最小安全距离时，多参量一体化验电系统自动控制无人机在竖直方向的一定高度内上下飞行，对无人机不同姿态和与待测电力设备处于不同的相对位置下的空间电场值进行实时测量，并对整个空间电场探测阶段中电场强度大于强度阈值的值随机采样提取，将采样值与预设阈值对比，分别记录第二实时带电状态和第三实时带电状态，并在验电装置手持端对待测电力设备的第二实时带电状态和第三实时带电状态进行记录；
在验电装置手持端对第一实时带电状态、第二实时带电状态和第三实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电时，则认为待测电力设备不带电，需开展待测电力设备的等电位测量作业；
所述对待测电力设备的带电状态进行等电位测量：
当在操作面板上确认开展待测电力设备的带电状态进行等电位测量时，无人机通过避障模块和目标检测模块配合，锁定待测电力设备，无人机自主飞至待测电力设备上方；
验电装置采集端未下放时与待测电力设备间的第一距离与空间电场探测阶段的起始探测距离相同，当到达待测电力设备上方后对当前位置的空间电场进行测量，当仍显示待测电力设备不带电时，待无人机状态稳定时，启动电动升降机释放一定长度的绝缘连接件，使得验电装置采集端下降一定高度；
在验电装置手持端确认并记录第四实时带电状态，操控无人机对待测电力设备的同一线路的不同位置的带电状态进行等电位测量，分别记录第五实时带电状态和第六实时带电状态；
在验电装置手持端对第四实时带电状态、第五实时带电状态和第六实时带电状态进行组合逻辑判断；当各实时带电状态存在至少一个带电状态显示待测电力设备带电，则认为待测电力设备带电，整个验电作业流程结束；当各实时带电状态的带电状态均显示待测电力设备不带电，且与空间电场探测阶段的测量结果一致时，则认为待测电力设备不带电，否则认为待测电力设备带电。
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