[发明专利]基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电线路检测技术领域，具体涉及一种基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法。

背景技术

绝缘子是电网中用量庞大、种类繁多的零部件，对电气设备或导体既要起绝缘作用，又要起固定悬挂作用。绝缘子在日照、机械应力、变化温湿度、强电场、污秽物等因素的长期作用下，当其劣化达到一定程度时，其绝缘性能就会降低，直接对电力系统的安全运行造成影响。如果绝缘子串中存在零值绝缘子，相当于有部分绝缘被短路，相应的也减少了绝缘子串的整体爬电距离，因而大大增加了该串绝缘子的闪络概率。一旦发生闪络，零值绝缘子的钢帽经常会炸裂或脱开，可能导致绝缘子串的断串和电力线路的导线落地等严重事故，因此需要对输电线路高压绝缘子进行定期检测，及时发现和替换低、零值绝缘子。

目前高压输电线路主要采用的低、零值绝缘子检测方法均存在着诸多不足：

(1)火花间隙针检测零值绝缘子，需要进行登杆操作，工作劳动强度较大；

(2)脉冲电流法通过测量绝缘子串的泄漏电流进行检测，易受高频干扰的影响；

(3)红外成像法通过检测局部放电、泄漏电流等引起绝缘子局部温度升高实现，仪器复杂且测量准确度不高；

(4)零值绝缘子带电检测机器人通过在绝缘子上爬行的机器人进行绝缘子电压检测，其仍需人工将机器人放置在绝缘子上，劳动强度仍然较大。

综上所述，目前的零值绝缘子检测方法存在人工劳动强度大，准确度不高等问题。

随着无人机技术的发展，其不受地形环境影响的制约，可搭载多种测量设备的优点，使得输电线路无人机巡检逐渐得到推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法，实现输电线路零值绝缘子无人机检测，大幅降低线路运维人员的工作量，提高输电线路零值绝缘子检测效率。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置，包括无人机1、测控系统2、连接吊臂3、主活动屈臂4、上机械爪活动屈臂5、上机械爪6、下机械爪活动屈臂7、下机械爪8、上电压测量探针9和下电压测量探针10；

所述测控系统2安装于无人机1上，用于控制各屈臂的自由灵活转动及机械爪的开合，测量绝缘子表面电压；

所述连接吊臂3一端固定于无人机1上，另一端连接主活动屈臂4，用于实现主活动屈臂4与无人机1的可靠连接；

所述主活动屈臂4一端连接连接吊臂3，另一端连接上机械爪活动屈臂5和下机械爪活动屈臂7；

所述上机械爪活动屈臂5和下机械爪活动屈臂7一端连接主活动屈臂4，另一端分别连接上机械爪6和下机械爪8；上机械爪活动屈臂，用于连接主活动屈臂与上机械爪；下机械爪活动屈臂，用于连接主活动屈臂与下机械爪；上机械爪6和下机械爪8分别用于实现对绝缘子上端钢帽和下端钢帽的牢固抓握；

所述上电压测量探针9和下电压测量探针10，分别安装于上机械爪6和下机械爪8的根部，用来测量机械爪所抓绝缘子上端钢帽和下端钢帽的电压信号，并将测量得到的电压信号传输至测控系统2。

进一步地，无人机1底部安装有吊舱，将测控系统2安装于无人机1底部的吊舱内；所述无人机1采用载荷能力强的多旋翼无人机，可采用四旋翼无人机、六旋翼或八旋翼无人机。

进一步地，所述测控系统2与地面控制端无线通讯连接；测控系统2根据地面控制端的指令输出控制信号控制连接吊臂3、主活动屈臂4、上机械爪活动屈臂5、下机械爪活动屈臂7、上机械爪6和下机械爪8的旋转步进电机，实现各屈臂自由灵活转动以及机械爪的开合。测控系统2通过基于MSP430处理器的低功耗数据处理单元与地面控制端无线通讯连接。

进一步地，所述测控系统2通过模数转换芯片及其配套电路将测量上电压测量探针9和下电压测量探针10之间的电位差进行模数转换后将数字信号发送至地面控制端。所述模数转换芯片采用AD7685。

进一步地，所述测控系统2包括图像传感器，通过图像传感器与广角镜头配合，输出全高清1080P实时视频，并将实时视频利用无线通讯网络发送至地面控制端，实现对零值绝缘子检测工作的实时视频监控与反馈调整。所述图像传感器为采用了CMOS高质量成像的图像传感器。

进一步地，所述连接吊臂3，结构材料采用树脂基复合材料制成。为了实现无人机的平衡，连接吊臂3通过两个连接点与无人机1进行连接。