基于無人機遠程超聲診斷配電線路巡檢裝置さ氖迪旨壩τ

段朝華 林建民 周剛 陳華

摘 要：超聲波法是目前檢測帶電設備局部放電情況的有效方法之一，其中有局放信號的測量、外界干擾的排除、信號波形的分析等幾部分。利用超聲波傳感器檢測帶電設備內部局部放電的超聲波信號，并通過分析波形判斷是否有局部放電發生的技術手段，特別適用于現場在線檢測。基于此，本文所闡述的新型配電線路巡檢裝置，通過搭載于無人機上，利用超聲波檢測技術，可有效檢測與管理每條配電線路的運行情況，更好地解決帶電線路的巡檢問題，提高安全性、效率性與有效性。

關鍵詞：無人機;遠程超聲;配電線路巡檢裝置;應用

近年來，隨著國家電網的迅速發展，電力設備的數量急劇增加，定期檢修及運行維護工作量猛增，運檢人員緊缺的問題日益突出。因此，利用無人機遠程超聲診斷技術對帶電設備內部局部放電的超聲波信號實施檢測，能夠增加檢測的準確性，并保證檢測的安全性及高效性，是未來值得推廣使用的創新技術。

1 無人機遠程超聲診斷配電線路巡檢裝置應用概述

1.1 裝置應用的重要意義

目前，我國對電力配網的檢測還主要以人工巡檢和定期預防性試驗為主，在輸配電架空設備的檢測手段仍較缺乏，傳統的人工檢修存在缺乏科學性;影響供電的可靠性;檢測技術手段滯后;缺乏對檢測數據的深層次分析等缺陷。而本新型裝置采用無人機搭載局放檢測裝置，可在帶電狀態下對配電線路進行絕緣缺陷問題的快速檢測，提高工作的安全性、效率性與有效性，且模塊少、拆卸方便且易攜帶。

1.2 裝置的技術優勢

無人機架空配電巡線是一個復雜的體系，其中涵蓋航空、遙感、通信、GIS、圖像及信息處理系統等內容，并且還包括無人機控制技術、數據鏈通信技術、現代導航技術及高清圖像獲取處理技術等高精尖領域。從技術應用優勢來看，現代無人機具備了高空遠距作業、自動作業及高效作業的能力，在巡檢過程中對地理環境的適應性強，并且通過超聲診斷裝置，能夠實現快速、準確巡檢，對架空線的鐵塔、支架、導線、絕緣子、防震錘等進行快速攝像和局放故障監測。因此，基于無人機搭載超聲波檢測技術裝置，能夠實現遠程巡視與精確檢測相結合，及時的發現缺陷并進行遠程傳輸與記錄，在第一時間進行問題的定性。

2 無人機遠程超聲診斷配電線路巡檢裝置的實現及應用

2.1 裝置的基本結構

為解決帶電線路的巡檢問題，根據巡檢的特點提供了一種配電線路巡檢裝置，主要包括無人機、銜接平臺、局放檢測裝置，將放檢測裝置通過銜接平臺連接于無人機的底部，利用超聲波傳感器檢測帶電設備內部局部放電的超聲波信號，并通過分析波形判斷是否有局部放電發生的技術手段。其結構如下圖所示。

2.2 裝置的技術原理

本裝置中通過控制無人機的飛行，懸停與定位，精準的對架空輸電線路局部放電情況進行檢測，通過超聲波探頭檢測到的超聲波信號，經信號的放大、濾波、整定及信號峰值檢測和頻率檢測，最后與攝像頭采集的圖像一起經GPRS模塊傳輸數據到監控中心的電腦上或者工作人員手持移動設備中，方便電力工作人員快速找到問題所在并及時做出解決措施，避免帶來潛在的危害。同時，監控中心進一步分析絕緣子缺陷嚴重程度并形成檢驗報告，以便存儲記錄;以桿塔為單位，建立相關數據庫，為檢修工作提供科學依據。實現真正的配電線路快速巡檢，提高工作效率。

2.3 裝置的實踐應用效果

（1）本裝置中采用無人機搭載局放檢測裝置，通過控制無人機的飛行，懸停與定位，精準地對架空輸電線路局部放電情況進行檢測，并實時傳輸檢測數據到監控中心的計算機上或者工作人員手持移動設備中，方便電力工作人員快速找到問題所在并及時做出解決措施，避免帶來潛在的危害。

（2）本裝置通過實時監測架空線路的溫度，濕度，電氣設備絕緣缺陷位置與現場狀態圖片，以及存在絕緣缺陷電氣設備的地理位置等數據信息，可在帶電狀態下對配電線路進行設備絕緣老化、劣化快速診斷，便于進一步自動分析絕緣子缺陷嚴重程度并形成檢驗報告和存儲記錄;同時以桿塔為單位，建立相關數據庫，為檢修工作提供科學依據。

（3）本裝置模塊少、拆卸方便且易攜帶，質量小、易于搭載于無人機，可有效檢測與管理每條配電線路的運行情況，更好地解決帶電線路的巡檢問題，實現真正的配電線路快速巡檢，提高工作的安全性、效率性與有效性。同時設備整體采用絕緣輕質材料，不會對電力巡檢帶來外在的影響。

3 總結

綜上所述，基于無人機遠程超聲診斷配電線路巡檢裝置，由超聲波探測裝置、無人機及管理軟件構成，具有較好的技術應用優勢，通過無人機預先規劃的巡視線路，實現配電線路的自動巡檢，解決了人工巡檢過程中的地理、精準性及效率的問題，也避免了人工巡檢過程中的人員安全風險。在實際應用過程中，基于無人機遠程超聲診斷配電線路巡檢裝置為當前的帶電配電線路巡檢提升了完美的解決方案，具有極大的應用及推廣價值。

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