本发明专利技术涉及一种多旋翼无人机检测绝缘子的方法与装置，它包括一个多旋翼无人机，其上的飞控系统机载控制计算机与定位装置、无人机舵机控制器、高度测量装置、速度测量装置、高清摄像头、无人机PCM遥控接收机以及机载无线通讯单元、升降装置连接，升降装置带动探测下极移动，机载无线通讯单元与地面站通信；无人机舵机控制器控制伺服舵机，伺服舵机控制多旋翼模块，探测上极和探测下极分别与各自的电压传感器连接，两电压传感器与A/D转化单元、DSP处理单元、飞控系统机载控制计算机连接。本发明专利技术可及时了解和掌握线路绝缘子的运行情况，还能够避免了检测人员爬高进行近距离带电操作的危险性，同时提高检测效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无人机检测绝缘子的方法与装置，特别是一种多旋翼无人机检测绝缘子方法与装置。
技术介绍
近年来，我国国民经济的持续快速发展对我国电力工业提出了越来越高的要求。我国目前已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网，500千伏线路已成为各大电力系统的骨架和跨省、跨地区的联络线，电网发展滞后的矛盾基本得到缓解。由于我国国土辽阔，地形复杂，为了安全和可靠地供电，巡线维护自动化和现代化已 日益显示出其迫切性。绝缘子是用来支持导体的绝缘体，绝缘子可以保证横担、杆塔与母线等带电体有足够的绝缘。它在运行中需能承受导线垂直方向的荷重和水平方向的拉力，还需经受着日晒、雨淋等气候变化及化学物质的腐蚀。因此，绝缘子既要有良好的电气性能，又要有足够的机械强度。在发电、变电、输电等过程中都离不开绝缘子的使用，绝缘子性能的好坏对电网的安全运行起着至关重要的作用。绝缘子按结构可分为支持绝缘子、悬式绝缘子和套管绝缘子等，按电介质材料分类，有瓷、玻璃、有机合成绝缘子三种类型。在长期的运行中，绝缘子会受到雷击、污秽、鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响；在电气上要承受强电场、雷电冲击电流、工频电弧电流的作用；在机械上要承受长期工作荷载、综合荷载、导线舞动等机械力的作用，这些因素对绝缘子性能的破坏是一个渐进的过程，因此需要能够在电力线路正常运行的情况下对高空中的绝缘子性能进行检查。目前对绝缘子的检测方法主要有直接观察法、紫外成像法、红外成像法、超声波检测法、等值盐密法、电势测量法、电阻法、电场法、泄漏电流法和脉冲电流法。直接观察法误差较大，且对绝缘子的内绝缘性能无法检测；紫外成像法只能在局部放电发生时使用，且受环境温度影响较大；红外成像法对早期绝缘缺陷缺乏有效的检测，且检测定位不准确，同时易受环境温度的影响；超声波检测法因其耦合和衰减及超声波换能器性能问题不适合现场检测；等值盐密法消耗时间长，得出的结论仅为绝缘子整体污秽的平均水平，不能真实反映绝缘子的绝缘性能；电阻法仅适用于低压线路；电场法对某些不影响电场分布的绝缘损伤灵敏度不高，适用范围有限；泄漏电流法需要在每串绝缘子串上安装相应的设备，且受很多其他因素影响，数据准确性有限；脉冲电流法的检测分辨率依赖于不良绝缘子的阻值、不良绝缘子在串中的位置、绝缘子串的片数和正常绝缘子的电晕起始电压等参数，且该方法并未完全成熟，目前国内外均在做进一步探索。电势测量法是很简单的一种检测法，它的基本原理即通过检测绝缘子两端间电势差，与绝缘子串上各个绝缘子电压分布的规律性作对t匕，可判断绝缘子绝缘性是否良好。此方法简单易操作且数据准确率高，在过去相当一段时期内应用较广泛，但由于其需要检测人员爬高并进行近距离带电操作，危险性较高且效率低。因此，可以寻求一种方法，既能够利用电势测量法的简单可靠性，又能够避免需要检测人员爬高进行近距离带电操作的危险性，同时提高检测效率。随着利用无人机巡线技术的日趋成熟，考虑到利用无人机这种安全稳定的高效手段，结合电势测量法进行对于绝缘子的检测。现有多种在线监测绝缘子的设备，如专利号为01102273. 6的《高压输电线路绝缘子带电智能检测仪》，专利号为92242814. X的《悬式绝缘子检测器》等，此类专利取得了一定的有益效果，但仍存在缺点如下此类设备均为不可移动监测设备，即需要针对每个绝缘子串或绝缘子片安装，或者还是利用检测人员携带该设备爬高进行近距离带电操作，工作量巨大，且不能完全解决人员安全和效率问题。现有利用机器人进行绝缘子检测的技术，如专利号为200810230387. 4的《一种绝缘子检测机器人》，此专利取得了一定的有益效果，但仍存在缺点如下 (I)该机器人仍需人工由地面运送到杆塔上进行使用，无法完全避免人员近距离带电操作；(2)该机器人不具备跨越杆塔或线路项间距行走的功能，即每次只能巡检单导线单杆塔连接处的绝缘子串，若想巡查不同导线或不同杆塔连接处的绝缘子串，仍需人工进行位置移动。现有利用无人机进行绝缘子检测的技术，如专利号为200810224172. I的《一种用于检测输电线路绝缘子的飞行机器人》，以及专利号为201020138974. 3的《绝缘子性能的新型检测装置》，这两项专利取得了一定的有益效果，但仍存在缺点如下(I)专利《一种用于检测输电线路绝缘子的飞行机器人》中所述对绝缘子进行检测的系统为目标识别系统，仅采用视觉方式从绝缘子外观判断其是否正常，该方法检测正确率低，无法检测到外观无明显变化的缺陷；(2)专利《绝缘子性能的新型检测装置》中所述绝缘子检测仪并未加载可升降装置，即绝缘子检测仪的两检测探头间距为一固定值，不可适用于多种间距的绝缘子检测，适用范围有限；(3)上述两专利中均未提及检测到可靠信号后的弹开命令设置，由于多旋翼无人机在进行绝缘子检测时，一般为不妨碍线路正常供电，多为带电检测，无人机应尽量减少近距离乃至接触绝缘子的检测时间，以提高检测安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决上述问题，提供一种多旋翼无人机检测绝缘子的方法与装置，它主要利用多旋翼无人机这种安全稳定的高效手段，通过测量绝缘子两端电势与正常值相比较的方法实现对绝缘子状态的检测。利用该装置和方法，不仅可作为一种监测手段，及时了解和掌握线路绝缘子的运行情况，是否存在安全隐患，为有效决策提供依据；还能够避免了检测人员爬高进行近距离带电操作的危险性，同时提高检测效率。对输电线路的安全性及无人机巡检可利用范围的延伸具有很大的实际意义。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种多旋翼无人机检测绝缘子装置，它包括一个多旋翼无人机，在多旋翼无人机上设有飞控系统机载控制计算机，飞控系统机载控制计算机与定位装置、无人机舵机控制器、高度测量装置、速度测量装置、无人机PCM遥控接收机以及机载无线通讯单元连接，机载无线通讯单元与地面站通信；无人机舵机控制器控制伺服舵机，伺服舵机则控制多旋翼无人机的多旋翼模块，所述飞控系统机载控制计算机与高清摄像头连接；探测上极和探测下极分别与各自的电压传感器连接，两电压传感器均与A/D转化单元连接，A/D转化单元与DSP处理单元连接，DSP处理单元与飞控系统机载控制计算机连接；同时飞控系统机载控制计算机还与升降装置连接，升降装置带动探测下极移动。所述定位装置包括无人机卫星定位模块、无人机数字罗盘以及无人机三轴陀螺仪、无人机三轴加速度计，它们均与飞控系统机载控制计算机连接。所述升降装置包括一个升降单元，升降单元通过升降结构驱动探测下极移动。该升降结构采用专利申请号为200580010899. 4中所述升降装置结构。所述地面站包括地面站信息处理系统，它通过地面站无线通讯单元与机载无线通 讯单元通信。一种采用多旋翼无人机检测绝缘子装置的检测方法，步骤为步骤一在飞控系统机载控制计算机中设置弹开命令所执行的线路和距离；步骤二 在地面站信息处理系统中设置好绝缘子电势差的标准曲线；步骤三选取多旋翼无人机起飞地点，并设置飞行高度；步骤四多旋翼无人机上搭载绝缘子检测装置起飞后，根据高清图像实时缓慢调节悬停位置，最终确保探测上、下极分别接触到绝缘子上下两端，而后通过电压传感器、A/D转化单元、DSP处理单元将所测得数据输入飞控系统机载控制计算机；步骤五本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多旋翼无人机检测绝缘子装置，它包括一个多旋翼无人机，在多旋翼无人机上设有飞控系统机载控制计算机，飞控系统机载控制计算机与定位装置、无人机舵机控制器、高度测量装置、速度测量装置、无人机PCM遥控接收机以及机载无线通讯单元连接，机载无线通讯单元与地面站通信；无人机舵机控制器控制伺服舵机，伺服舵机则控制多旋翼无人机的多旋翼模块，其特征是，所述飞控系统机载控制计算机与高清摄像头连接；探测上极和探测下极分别与各自的电压传感器连接，两电压传感器均与A/D转化单元连接，A/D转化单元与DSP处理单元连接，DSP处理单元与飞控系统机载控制计算机连接；同时飞控系统机载控制计算机还与升降装置连接，升降装置带动探测下极移动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王滨海，陈西广，郑天茹，王骞，张晶晶，
申请(专利权)人：山东电力集团公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。