[实用新型]一种多旋翼无人机检测绝缘子装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无人机检测绝缘子装置，特别是一种多旋翼无人机检测绝缘子装置。

背景技术

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比，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：

（1）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200810224172.1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：

（1）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；