一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法技术方案

技术编号:15220972 阅读:71 留言:0更新日期:2017-04-26 22:03
本发明专利技术提供了一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法,涉及输电线路测量技术领域。在系统中多旋翼飞行装置设置有超声波探头。飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送超声波采集指令;多旋翼飞行装置通过超声波探头采集覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,并将超声波信号发送至地面监控装置;地面监控装置根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度。本发明专利技术可以解决当前的覆冰测量方式大多需要操作人员携带测量仪器爬塔测量,较为复杂和危险,且间接测量的方式结果不够准确的问题。

System and method for measuring ground wire icing on overhead transmission line

The invention provides a system and a method for measuring the icing of an overhead transmission line. In the system, a multi rotor flying device is provided with an ultrasonic probe. The flight controller to multi rotor flight flight control device sends commands to the overhead transmission line makes multi rotor flight flight icing device to the ground; the flight flight controller to multi rotor device for transmitting ultrasonic acquisition instruction; ultrasonic signals of overhead transmission line multi rotor flying device through ultrasonic probe acquisition icing guide at the ground, and the ultrasonic signals to the ground monitoring device; ultrasonic signal ground monitoring device according to the overhead transmission line icing after the conductor at the overhead transmission line to determine the guide line of ice thickness. The invention can solve the problem that the current ice cover measuring method needs to be carried out by the operator to carry out the measurement of the climbing tower of the measuring instrument, which is complicated and dangerous, and the indirect measurement method is not accurate enough.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电线路测量
,尤其涉及一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法
技术介绍
随着国家电网的大力发展,当前架空输电线路作为电网的重要组成部分,已经遍布全国各地。随着气候的不断变化,除了在我国北部地区会出现严重的冰冻雨雪天气外,我国南部地区近年来也遭受了严重的冰冻雨雪凝冻灾害。当架空输电线路遭受冰冻雨雪凝冻灾害后,容易出现线路跳闸、断线和倒塔等事故,给全国各地的电力系统的安全稳定运行和电力供应带来极大的影响和威胁。输电线路覆冰现象在输变电系统中十分普遍,覆冰会引起导线舞动、杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪络等问题,给生产和生活带来极大的不便,同时也造成了巨大的经济损失。我国地域广阔,地形复杂,是遭受覆冰灾害最严重的国家之一。对架空输电线路进行覆冰状态的检测可以准确、详实的记录覆冰过程,在严重覆冰灾害发生前调度电网负荷,启动融冰设备,有效避免灾害的发生,具有重要意义。线路覆冰冰层的厚度很难直接得到,一般都采用间接测量方法,通过厚度和其它量的关系间接得到。检测方法一般包括多种:例如,用千分尺、米尺等量器具测量冰层的特征尺寸;或者,称取一段导线上的覆冰质量,折算出单位长度导线上的覆冰质量,再用设计时所用计算公式算出导线的平均等价覆冰厚度;或者,导线倾角弧垂法;或者,在杆塔等设备上安装视频装置,拍摄导线上的覆冰图像,通过图像处理技术,获取覆冰导线的特征尺寸,然后通过模型计算,最终得到等效覆冰厚度;或者,例如光纤传感器、电阻电容检测、激光测量等仪器检测方式。然而,当前的覆冰测量方式大多需要操作人员携带测量仪器爬塔测量,较为繁琐复杂,且较为危险;另外,间接测量的方式也使得覆冰测量的结果不够准确。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法,以解决当前的覆冰测量方式大多需要操作人员携带测量仪器爬塔测量,较为繁琐复杂,且较为危险,且间接测量的方式也使得覆冰测量的结果不够准确的问题。为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,包括:多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置;所述多旋翼飞行装置设置有超声波探头;所述多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置两两无线通信连接;所述飞行装置控制器,用于向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;所述飞行装置控制器,还用于向多旋翼飞行装置发送超声波采集指令;所述多旋翼飞行装置,用于通过超声波探头采集覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,并将所述超声波信号发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置,用于根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度。具体的,所述多旋翼飞行装置包括多个共轴旋翼结构、机身结构、起落架结构;所述共轴旋翼结构的数量为4个、6个或8个;所述共轴旋翼结构连接所述机身结构,所述机身结构连接所述起落架结构。具体的,所述机身结构包括一飞行器平台结构;在所述飞行器平台结构下方连接所述超声波探头;所述超声波探头与多旋翼飞行装置的电源连接。此外,所述飞行器平台结构上还连接有摄像装置以及红外感应装置。具体的,所述飞行装置控制器包括中央处理芯片电路、电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路;所述中央处理芯片电路分别与所述电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路连接;所述飞行装置控制器通过所述通信天线电路与所述多旋翼飞行装置和地面监控装置通信连接。此外,所述飞行装置控制器,具体用于:接收操作人员通过按键控制电路输入的飞行控制指令,并向所述多旋翼飞行装置发送所述飞行控制指令,以使得所述多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处。另外,所述多旋翼飞行装置,用于通过摄像装置采集周围环境图像,并将所述周围环境图像发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置,用于显示所述周围环境图像,并根据所述周围环境图像确定多旋翼飞行装置与覆冰后的架空输电线路导地线的距离。另外,所述飞行装置控制器,还用于向多旋翼飞行装置发送超声波探头方向调节指令,以使得多旋翼飞行装置控制所述超声波探头旋转调节,直至与覆冰后的架空输电线路导地线的距离小于一预设阈值,且超声波探头的超声波发射方向与覆冰后的架空输电线路导地线垂直。此外,所述地面监控装置,具体用于:根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定覆冰反射信号幅值;根据公式:确定覆冰层超声信号反射率R(f);其中,Am(f)为所述覆冰反射信号幅值;Ar(f)为预先设置的参考信号幅值;Rr为预先设置的参考信号的反射率;根据公式:确定架空输电线路导地线覆冰厚度h;其中,B为架空输电线路导地线覆冰层的体积模量;f为超声波发射频率;z为两侧弹性介质的声阻抗。一种用于架空输电线路导地线覆冰测量方法,应用于上述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统;方法包括:飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送超声波采集指令;多旋翼飞行装置通过超声波探头采集覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,并将所述超声波信号发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度。进一步的,所述飞行装置控制器设置有按键控制电路;所述飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处,包括:所述飞行装置控制器接收操作人员通过按键控制电路输入的飞行控制指令,并向所述多旋翼飞行装置发送所述飞行控制指令,以使得所述多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处。此外,所述多旋翼飞行装置上设置有摄像装置;所述方法,还包括:所述多旋翼飞行装置通过摄像装置采集周围环境图像,并将所述周围环境图像发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置显示所述周围环境图像,并根据所述周围环境图像确定多旋翼飞行装置与覆冰后的架空输电线路导地线的距离。进一步的,该用于架空输电线路导地线覆冰测量方法,还包括:所述飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送超声波探头方向调节指令,以使得多旋翼飞行装置控制所述超声波探头旋转调节,直至与覆冰后的架空输电线路导地线的距离小于一预设阈值,且超声波探头的超声波发射方向与覆冰后的架空输电线路导地线垂直。具体的,所述地面监控装置根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度,包括:根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定覆冰反射信号幅值;根据公式:确定覆冰层超声信号反射率R(f);其中,Am(f)为所述覆冰反射信号幅值;Ar(f)为预先设置的参考信号幅值;Rr为预先设置的参考信号的反射率;根据公式:确定架空输电线路导地线覆冰厚度h;其中,B为架空输电线路导地线覆冰层的体积模量;f为超声波发射频率;z为两侧弹性介质的声阻抗。本专利技术实施例提供的一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统及方法,通过飞行装置控制器可以向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;通过飞行装置控制器向多旋翼飞行装置发送超声波本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,包括:多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置;所述多旋翼飞行装置设置有超声波探头;所述多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置两两无线通信连接;所述飞行装置控制器,用于向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;所述飞行装置控制器,还用于向多旋翼飞行装置发送超声波采集指令;所述多旋翼飞行装置,用于通过超声波探头采集覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,并将所述超声波信号发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置,用于根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度。

【技术特征摘要】
1.一种用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,包括:多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置;所述多旋翼飞行装置设置有超声波探头;所述多旋翼飞行装置、飞行装置控制器、地面监控装置两两无线通信连接;所述飞行装置控制器,用于向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令,以使得多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处;所述飞行装置控制器,还用于向多旋翼飞行装置发送超声波采集指令;所述多旋翼飞行装置,用于通过超声波探头采集覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,并将所述超声波信号发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置,用于根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定架空输电线路导地线覆冰厚度。2.根据权利要求1所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述多旋翼飞行装置包括多个共轴旋翼结构、机身结构、起落架结构;所述共轴旋翼结构的数量为4个、6个或8个;所述共轴旋翼结构连接所述机身结构,所述机身结构连接所述起落架结构。3.根据权利要求2所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述机身结构包括一飞行器平台结构;在所述飞行器平台结构下方连接所述超声波探头;所述超声波探头与多旋翼飞行装置的电源连接。4.根据权利要求3所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述飞行器平台结构上还连接有摄像装置以及红外感应装置。5.根据权利要求4所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述飞行装置控制器包括中央处理芯片电路、电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路;所述中央处理芯片电路分别与所述电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路连接;所述飞行装置控制器通过所述通信天线电路与所述多旋翼飞行装置和地面监控装置通信连接。6.根据权利要求5所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述飞行装置控制器,具体用于:接收操作人员通过按键控制电路输入的飞行控制指令,并向所述多旋翼飞行装置发送所述飞行控制指令,以使得所述多旋翼飞行装置飞行至覆冰后的架空输电线路导地线处。7.根据权利要求6所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述多旋翼飞行装置,用于通过摄像装置采集周围环境图像,并将所述周围环境图像发送至所述地面监控装置;所述地面监控装置,用于显示所述周围环境图像,并根据所述周围环境图像确定多旋翼飞行装置与覆冰后的架空输电线路导地线的距离。8.根据权利要求7所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述飞行装置控制器,还用于向多旋翼飞行装置发送超声波探头方向调节指令,以使得多旋翼飞行装置控制所述超声波探头旋转调节,直至与覆冰后的架空输电线路导地线的距离小于一预设阈值,且超声波探头的超声波发射方向与覆冰后的架空输电线路导地线垂直。9.根据权利要求8所述的用于架空输电线路导地线覆冰测量系统,其特征在于,所述地面监控装置,具体用于:根据覆冰后的架空输电线路导地线处的超声波信号,确定覆冰反射信号幅值;根据公式:R(f...

【专利技术属性】
技术研发人员:李长朝何红太赵爽秦源汛魏雷
申请(专利权)人:北京国网富达科技发展有限责任公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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