CN202172233U - 一种高压输电线自动巡检系统 - Google Patents

Abstract

一种高压输电线自动巡检系统，包括：直升机，巡检设备，自动巡检定位设备及脉冲产生器；所述的巡检设备包括：摄像机，红外测温仪，紫外成像仪，吊舱，吊舱控制装置；自动巡检定位设备与吊舱控制装置相连接，自动巡检定位设备包括：图像接收装置，AD转换器，滤波器，输电线识别装置，位置判别装置，信号产生装置，开关。该高压输电线自动巡检系统能够实现对吊舱视场中心位置的自动控制，提高了巡检的效率及准确性。

Description

一种高压输电线自动巡检系统

技术领域

本实用新型是高压输电线巡检技术，特别是关于一种高压输电线自动巡检系统。

背景技术

目前，我国高压输电线路的维护方式已经采用了电力巡线人乘坐直升机进行巡线，但是，需要电力巡线人员手动操作设备对准所检查的输电线路进行检查，劳动强度大，效率低，不能及时发现输电线路设备缺陷。现有技术中，通过对巡检设备的改进，使巡检设备具有自动追踪输电线路功能，可以在电力巡线人员不操作情况下，自动追踪记录输电线路，降低了劳动强度，提高了设备自动化水平，同时可以减少电力巡线人员，提高作业效率。

实用新型人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在如下不足：

现有技术完全由巡线人员操作设备，没有自动化追踪和定位功能，直升机巡检效率低；巡线的效果主要取决于巡线人员的技术水平，巡线的精度不高。

实用新型内容

本实用新型提供一种高压输电线自动巡检系统，以实现对吊舱视场中心位置的自动控制，提高了直升机巡检的效率及准确性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种高压输电线自动巡检系统，该高压输电线自动巡检系统包括：直升机，巡检设备，自动巡检定位设备及脉冲产生器；其中，所述的巡检设备包括：摄像机，对高压输电线进行摄像；红外测温仪，用于对高压输电线的红外图像进行录像，以发现高压线路上的红外特征缺陷；紫外成像仪，用于对高压输电线的紫外图像进行录像，以发现高压线路上的紫外特征缺陷；吊舱，位于直升机底部，安装所述的摄像机，红外测温仪及紫外成像仪，包括多个透明窗；吊舱控制装置，控制所述吊舱的拍摄方向，对所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的摄像进行切换显示控制；所述的自动巡检定位设备与吊舱控制装置相连接，所述的自动巡检定位设备包括：图像接收装置，从所述吊舱接收图像；AD转换器，与所述图像接收装置相连接，将所述的图像进行数模转换；滤波器，与所述AD转换器相连接；对经过数模转换后的图像进行滤波；输电线识别装置，与所述滤波器相连接，根据滤波后的图像识别高压输电线；位置判别装置，与所述输电线识别装置相连接，判别吊舱视场中心与所述高压输电线的位置关系；信号产生装置，与所述位置判别装置相连接，根据所述的位置关系产生吊舱视场中心控制信号；脉冲发生器，与所述信号产生装置连接，根据吊舱视场中心控制信号产生脉冲给所述吊舱控制装置，以将所述吊舱视场中心调整到高压输电线上。

进一步地，所述的自动巡检定位设备还包括：开关，连接于所述信号产生装置与脉冲发生器之间。

本实用新型的有益效果在于，该高压输电线自动巡检系统能够实现对吊舱视场中心位置的自动控制，提高了测试的效率及准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例电力巡线直升机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例吊舱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例部分设备之间的连接关系示意图；

图4为本实用新型实施例自动巡检定位设备的结构框图；

图5本实用新型实施例电源及信号处理器的接口示意图；

图6为本实用新型实施例吊舱的内部结构示意图；

图7为本发明实施例吊舱控制装置的结构示意图；

图8为本实用新型实施例吊舱视场中心与高压输电线的位置关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

本实用新型一种高压输电线自动巡检系统，该高压输电线自动巡检系统包括：直升机，巡检设备，自动巡检定位设备及脉冲产生器。

巡检设备包括：摄像机，红外测温仪及紫外成像仪吊舱及吊舱控制装置。摄像机对高压输电线进行摄像；红外测温仪对高压输电线的红外图像进行录像，以发现高压线路上的红外特征缺陷；紫外成像仪对高压输电线的紫外图像进行录像，以发现高压线路上的紫外特征缺陷。

如图1所示，吊舱101安装在直升机100的底部。吊舱101内部安装摄像机，红外测温仪及紫外成像仪，吊舱101通过固定螺栓(图中未示出)固定在直升机的底部(图中未示出)。如图2所示，吊舱101包括多个透明窗201，以使得摄像机，红外测温仪及紫外成像仪能够通过透明窗检测高压输电线。

吊舱控制装置307如图3所示，吊舱控制装置307可以控制吊舱沿水平方向及垂直方向的转动，也可以控制吊舱301中摄像机、红外测温仪及紫外成像仪的拍摄方位，还可以对所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的摄像进行切换显示控制，吊舱控制装置307可以为一手柄，方便巡检人员进行摄像机，红外测温仪及紫外成像仪的方位调节控制。

如图4所示，自动巡检定位设备400与吊舱控制装置相连接，所述的自动巡检定位设备400包括：图像接收装置401，AD转换器402，滤波器403，输电线识别装置404，位置判别装置405及信号产生装置406。

图像接收装置401用于从所述吊舱接收图像；AD转换器402与所述图像接收装置相连接，将所述的图像进行数模转换；滤波器403与所述AD转换器402相连接；对经过数模转换后的图像进行滤波；输电线识别装置404通过硬件接口(比如USB、Ethernet、PIC、DDR SDRAM Interface等)与所述滤波器403相连接，根据滤波后的图像识别高压输电线；位置判别装置405通过硬件接口(比如USB、Ethernet、PIC、DDR SDRAM Interface等)与所述输电线识别装置404相连接，判别吊舱视场中心与所述高压输电线的位置关系；信号产生装置406通过硬件接口(比如USB、Ethernet、PIC、DDR SDRAMInterface等)与所述位置判别装置405相连接，根据所述的位置关系产生吊舱视场中心控制信号。

脉冲发生器407与自动巡检定位设备400中的信号产生装置406连接，根据吊舱视场中心控制信号产生脉冲给所述吊舱控制装置307，以将所述吊舱视场中心调整到高压输电线上。

所述的自动巡检定位设备还包括：开关408，连接于所述信号产生装置406与脉冲发生器407相之间，当不需要进行巡检自动定位时，可以切断开关408。

本实用新型实施例吊舱可以位于直升机的正下方也可以位于直升机斜下方，如图1所示，吊舱101中装有摄像机、红外测温仪、紫外成像仪。GPS定位仪也可以装设于吊舱101中，本实用新型不限于此。

本实用新型的吊舱101如图2所示，吊舱101通过固定螺栓(图中未示出)固定在直升机的底部；吊舱101中包括多个观测窗口201，摄像机、红外测温仪及紫外成像仪通过观测窗口采集图像数据。

如图3所示，高压输电线自动巡检系统还包括：分析处理系统，分析处理系统与吊舱301中的摄像机、红外测温仪及紫外成像仪相连接，用于对摄像机、红外测温仪及紫外成像仪获取的数据进行分析处理，吊舱控制装置及分析处理系统安装在驾驶舱中。如图3所示，分析处理系统包括电源及信号处理器302，实时监视器303，硬盘刻录机304、历史信息监视器305及计算机306(笔记本)。

吊舱301中的摄像机、红外测温仪、紫外成像仪产生的信号通过电源及信号处理器302发送给硬盘刻录机304及实时监视器303。历史信息监视器305与硬盘刻录机304相连接，以显示硬盘刻录机304从吊舱中获得的历史信息数据，进行状态监视。实时监视器303实时显示从摄像机、红外测温仪、紫外成像仪及GPS定位仪获得的信息。计算机306通过电源及信号处理器302接收红外测温仪、紫外成像仪的录像数据并显示所述的录像，并存储通过吊舱控制装置冻结的录像。

脉冲发生器可以装设于电源及信号处理器302中，电源及信号处理器302能够为图3中的实时监视器303，硬盘刻录机304、历史信息监视器305及计算机306提供电源并能够对所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像进行信号处理，将从摄像机、红外测温仪、紫外成像仪获得的信号转换为可以在实时监视器303，硬盘刻录机304、历史信息监视器305及计算机306显示的图像数据。电源及信号处理器302的接口如图5所示，结合图3所示，吊舱301中的信号通过吊舱接口501与电源及信号处理器302相连接，电源及信号处理器302通过视频输出接口509分别将摄像机、红外测温仪、紫外成像仪及GPS定位仪产生的信号发送给实时监视器303及硬盘刻录机304，实时监视器303可以分别显示摄像机、红外测温仪、紫外成像仪传输的图像。

GPS定位仪308通过GPS天线接口503与电源及信号处理器302连接，实时监视器303及历史信息监视器305可以显示GPS位置信息。

电源及信号处理器302通过显示器电源输出接口506为实时监视器303及历史信息监视器305提供电源，通过刻录机电源输出接口507为硬盘刻录机304提供电源，通过笔记本电源输出接口508为笔记本306提供电源。

笔记本306连接到电源及信号处理器302的接口504(RS232接口以及以太网接口)，以从吊舱中接收红外测温仪及紫外成像仪的数据进行图像显示。

吊舱控制装置307与电源及信号处理器302的接口502连接，吊舱控制装置307可以控制吊舱中摄像机、红外测温仪及紫外成像的拍摄方向(水平方向旋转的度数及垂直方向旋转的度数)，也可以控制切换实时监视器303及笔记本306显示的录像，如从实时监视器303显示的可见光录像切换到红外录像。

本实用新型吊舱中的摄像机、红外测温仪及紫外成像仪如图6所示，摄像机601、红外测温仪602、紫外成像仪603分别与分析处理系统相连接，吊舱控制装置307与分析处理系统相连接。

摄像机601用于拍摄高压线路的图像(可见光图像)，并将图像传输到实时监视器303及历史信息监视器305，用于监视、存储高压线路走廊内地表信息和杆塔本体情况，诸如线下树障、导线短股等，历史信息监视器305显示的高压线路图像中显示了高压线，吊舱的方位坐标，吊舱的GPS坐标，拍摄时间等。

吊舱的方位坐标包括横坐标和纵坐标，横坐标和纵坐标分别表示吊舱水平方向旋转的角度及垂直方向旋转的角度。

红外测温仪602用于拍摄高压线路的图像(红外图像)，以检测高压线任一点是否出现发热情况，以发现高压线路上的红外特征隐蔽缺陷，诸如复合绝缘子内部损伤等，如果高压线上的某一点出现发热情况，红外测温仪602就可以拍摄到该点的红外图像。

当高压线路上出现金具细微损伤时，会出现电晕放电，利用紫外成像仪603可以探测到电晕放电的图像，以发现高压线路上的紫外特征缺陷，诸如可能导致金具放电损伤的放电、复合绝缘子内部损伤等。

吊舱控制装置307的结构如图7所示，根据实时监视器303中的图像，巡线人员可以通过吊舱控制装置307对吊舱的拍摄方向，摄像机拍摄的图像，红外测温仪拍摄的图像及紫外成像仪拍摄的图像进行调节。

利用吊舱101检测高压线路时，首先要对吊舱101的拍摄方向进行调节，需要按下吊舱方位调节切换按钮701，通过调节吊舱方位调节模块702中的按钮控制吊舱的拍摄方向，吊舱的水平旋转角度为-180度至+180度，垂直旋转角度为-120度至+30度。

摄像机601、红外测温仪602、紫外成像仪603探测到的数据同时传输到历史信息监视器305，如果巡线人员需要调节摄像机拍摄的图像，需要按下摄像机调节切换按钮703，此时历史信息监视器305上将显示摄像机拍摄的图像信息，巡线人员可通过摄像机调节模块704中的按钮调节可见光图像，摄像机调节模块704包括光圈大小调节，聚焦等按钮。

巡线人员可以通过可见光图像中的高压线路的位置查找高压线路中是否存在发热点，得到发热点对应的红外图像，此时需要按下红外测温调节切换按钮705，然后调节红外测温调节模块706中的按钮调节出清晰的红外图像，红外测温调节模块706包括聚焦，亮度调节，冻结图像及保存图像等按钮。

同理巡线人员可以通过按下紫外探测切换按钮707，然后通过紫外探测调节模块708的按钮调节电晕放电的紫外图像，紫外探测调节模块708包括聚焦，亮度调节，冻结图像及保存图像等按钮。

巡线人员可以用笔记本306观察分析红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像，按下吊舱控制装置的冻结图像按钮(图中未示)可以冻结录像中的图像，然后按下吊舱控制装置的保存图像就可以将红外图像或紫外图像保存到计算机中。

所述的电力巡线直升机还可以包括：防抖望远镜及照相机，巡线人员用防抖望远镜来检查高压线路的损坏部分，然后对高压线路的损坏部分进行记录。

如果开关408处于断开状态，只能通过人工根据实时监视器303控制吊舱视场中心与高压输电线的位置控制吊舱控制装置调节吊舱的摄像机601、红外测温仪602、紫外成像仪603，影响了高压输电线检测准确性。

如果开关408处于闭合状态，自动巡检定位设备400与吊舱连接，可以利用图像接收装置401从吊舱301接收图像，AD转换器402将所述的图像进行数模转换，滤波器403对经过数模转换后的图像进行滤波，输电线识别装置404根据滤波后的图像识别高压输电线位置，位置判别装置405判别吊舱视场中心与所述高压输电线的位置关系，如图8所示，当位置判别装置405判别吊舱视场中心801与所述高压输电线802的位置关系(距离)大于某一数值(可以设定)时，信号产生装置406将根据置判别装置405判断的位置关系产生吊舱视场中心控制信号，以控制吊舱视场中心801，使其与高压输电线802的距离缩小，较佳地吊舱视场中心801调节到与高压输电线802重合。与信号产生装置406连接的脉冲发生器407根据吊舱视场中心控制信号产生脉冲信号给所述吊舱控制装置307，以将所述吊舱视场中心801调整到高压输电线802上，或者靠近高压输电线802，实现了吊舱视场中心801沿着高压输电线“顺线走”。

本实用新型的有益效果在于，该高压输电线自动巡检系统能够实现对吊舱视场中心位置的自动控制，提高了测试的效率及准确性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高压输电线自动巡检系统，其特征在于，所述的高压输电线自动巡检系统包括：直升机，巡检设备，自动巡检定位设备及脉冲产生器；其中，

所述的巡检设备包括：

摄像机，对高压输电线进行摄像；

红外测温仪，用于对高压输电线的红外图像进行录像，以发现高压线路上的红外特征缺陷；

紫外成像仪，用于对高压输电线的紫外图像进行录像，以发现高压线路上的紫外特征缺陷；

吊舱，位于直升机底部，安装所述的摄像机，红外测温仪及紫外成像仪，包括多个透明窗；

吊舱控制装置，控制所述吊舱的拍摄方向，对所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的摄像进行切换显示控制；

所述的自动巡检定位设备与吊舱控制装置相连接，所述的自动巡检定位设备包括：

图像接收装置，从所述吊舱接收图像；

AD转换器，与所述图像接收装置相连接，将所述的图像进行数模转换；

滤波器，与所述AD转换器相连接；对经过数模转换后的图像进行滤波；

输电线识别装置，与所述滤波器相连接，根据滤波后的图像识别高压输电线；

位置判别装置，与所述输电线识别装置相连接，判别吊舱视场中心与所述高压输电线的位置关系；

信号产生装置，与所述位置判别装置相连接，根据所述的位置关系产生吊舱视场中心控制信号；

所述的脉冲发生器与所述信号产生装置连接，根据吊舱视场中心控制信号产生脉冲给所述吊舱控制装置，以将所述吊舱视场中心调整到高压输电线上。

2.如权利要求1所述的高压输电线自动巡检系统，其特征在于，所述的自动巡检定位设备还包括：

开关，连接于所述信号产生装置与脉冲发生器相之间。

3.如权利要求1所述的高压输电线自动巡检系统，其特征在于，所述的高压输电线自动巡检系统包括：分析处理系统，与所述的摄像机，红外测温仪，紫外成像仪及吊舱控制装置相连接，用于显示及刻录所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像，并存储所述吊舱控制装置冻结的录像，所述的分析处理系统包括：

实时监视器，用于实时显示所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像；

硬盘刻录机，用于刻录所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像；

历史监视器，用于显示所述硬盘刻录机刻录的所述录像；

计算机，用于冻结并存储所述红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像照片；

电源及信号处理器，用于为所述的实时监视器，硬盘刻录机，历史监视器及计算机提供电源，并对所述摄像机，红外测温仪及紫外成像仪拍摄的录像进行信号处理。

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