[發(fā)明專利]一種多旋翼無人機(jī)檢測(cè)絕緣子方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210391352.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN102879692A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濱海;陳西廣;鄭天茹;王騫;張晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無人機(jī)檢測(cè)絕緣子的方法與裝置，特別是一種多旋翼無人機(jī)檢測(cè)絕緣子方法與裝置。

背景技術(shù)

近年來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展對(duì)我國(guó)電力工業(yè)提出了越來越高的要求。我國(guó)目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)，500千伏線路已成為各大電力系統(tǒng)的骨架和跨省、跨地區(qū)的聯(lián)絡(luò)線，電網(wǎng)發(fā)展滯后的矛盾基本得到緩解。由于我國(guó)國(guó)土遼闊，地形復(fù)雜，為了安全和可靠地供電，巡線維護(hù)自動(dòng)化和現(xiàn)代化已日益顯示出其迫切性。

絕緣子是用來支持導(dǎo)體的絕緣體，絕緣子可以保證橫擔(dān)、桿塔與母線等帶電體有足夠的絕緣。它在運(yùn)行中需能承受導(dǎo)線垂直方向的荷重和水平方向的拉力，還需經(jīng)受著日曬、雨淋等氣候變化及化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。因此，絕緣子既要有良好的電氣性能，又要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。在發(fā)電、變電、輸電等過程中都離不開絕緣子的使用，絕緣子性能的好壞對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。絕緣子按結(jié)構(gòu)可分為支持絕緣子、懸式絕緣子和套管絕緣子等，按電介質(zhì)材料分類，有瓷、玻璃、有機(jī)合成絕緣子三種類型。在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，絕緣子會(huì)受到雷擊、污穢、鳥害、冰雪、高濕、溫差等環(huán)境因素的影響；在電氣上要承受強(qiáng)電場(chǎng)、雷電沖擊電流、工頻電弧電流的作用；在機(jī)械上要承受長(zhǎng)期工作荷載、綜合荷載、導(dǎo)線舞動(dòng)等機(jī)械力的作用，這些因素對(duì)絕緣子性能的破壞是一個(gè)漸進(jìn)的過程，因此需要能夠在電力線路正常運(yùn)行的情況下對(duì)高空中的絕緣子性能進(jìn)行檢查。

目前對(duì)絕緣子的檢測(cè)方法主要有直接觀察法、紫外成像法、紅外成像法、超聲波檢測(cè)法、等值鹽密法、電勢(shì)測(cè)量法、電阻法、電場(chǎng)法、泄漏電流法和脈沖電流法。直接觀察法誤差較大，且對(duì)絕緣子的內(nèi)絕緣性能無法檢測(cè)；紫外成像法只能在局部放電發(fā)生時(shí)使用，且受環(huán)境溫度影響較大；紅外成像法對(duì)早期絕緣缺陷缺乏有效的檢測(cè)，且檢測(cè)定位不準(zhǔn)確，同時(shí)易受環(huán)境溫度的影響；超聲波檢測(cè)法因其耦合和衰減及超聲波換能器性能問題不適合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；等值鹽密法消耗時(shí)間長(zhǎng)，得出的結(jié)論僅為絕緣子整體污穢的平均水平，不能真實(shí)反映絕緣子的絕緣性能；電阻法僅適用于低壓線路；電場(chǎng)法對(duì)某些不影響電場(chǎng)分布的絕緣損傷靈敏度不高，適用范圍有限；泄漏電流法需要在每串絕緣子串上安裝相應(yīng)的設(shè)備，且受很多其他因素影響，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性有限；脈沖電流法的檢測(cè)分辨率依賴于不良絕緣子的阻值、不良絕緣子在串中的位置、絕緣子串的片數(shù)和正常絕緣子的電暈起始電壓等參數(shù)，且該方法并未完全成熟，目前國(guó)內(nèi)外均在做進(jìn)一步探索。電勢(shì)測(cè)量法是很簡(jiǎn)單的一種檢測(cè)法，它的基本原理即通過檢測(cè)絕緣子兩端間電勢(shì)差，與絕緣子串上各個(gè)絕緣子電壓分布的規(guī)律性作對(duì)比，可判斷絕緣子絕緣性是否良好。此方法簡(jiǎn)單易操作且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率高，在過去相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)應(yīng)用較廣泛，但由于其需要檢測(cè)人員爬高并進(jìn)行近距離帶電操作，危險(xiǎn)性較高且效率低。

因此，可以尋求一種方法，既能夠利用電勢(shì)測(cè)量法的簡(jiǎn)單可靠性，又能夠避免需要檢測(cè)人員爬高進(jìn)行近距離帶電操作的危險(xiǎn)性，同時(shí)提高檢測(cè)效率。隨著利用無人機(jī)巡線技術(shù)的日趨成熟，考慮到利用無人機(jī)這種安全穩(wěn)定的高效手段，結(jié)合電勢(shì)測(cè)量法進(jìn)行對(duì)于絕緣子的檢測(cè)。

現(xiàn)有多種在線監(jiān)測(cè)絕緣子的設(shè)備，如專利號(hào)為01102273.6的《高壓輸電線路絕緣子帶電智能檢測(cè)儀》，專利號(hào)為92242814.X的《懸式絕緣子檢測(cè)器》等，此類專利取得了一定的有益效果，但仍存在缺點(diǎn)如下：

此類設(shè)備均為不可移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，即需要針對(duì)每個(gè)絕緣子串或絕緣子片安裝，或者還是利用檢測(cè)人員攜帶該設(shè)備爬高進(jìn)行近距離帶電操作，工作量巨大，且不能完全解決人員安全和效率問題。

現(xiàn)有利用機(jī)器人進(jìn)行絕緣子檢測(cè)的技術(shù)，如專利號(hào)為200810230387.4的《一種絕緣子檢測(cè)機(jī)器人》，此專利取得了一定的有益效果，但仍存在缺點(diǎn)如下：

（1）該機(jī)器人仍需人工由地面運(yùn)送到桿塔上進(jìn)行使用，無法完全避免人員近距離帶電操作；

（2）該機(jī)器人不具備跨越桿塔或線路項(xiàng)間距行走的功能，即每次只能巡檢單導(dǎo)線單桿塔連接處的絕緣子串，若想巡查不同導(dǎo)線或不同桿塔連接處的絕緣子串，仍需人工進(jìn)行位置移動(dòng)。

現(xiàn)有利用無人機(jī)進(jìn)行絕緣子檢測(cè)的技術(shù)，如專利號(hào)為200810224172.1的《一種用于檢測(cè)輸電線路絕緣子的飛行機(jī)器人》，以及專利號(hào)為201020138974.3的《絕緣子性能的新型檢測(cè)裝置》，這兩項(xiàng)專利取得了一定的有益效果，但仍存在缺點(diǎn)如下：

（1）專利《一種用于檢測(cè)輸電線路絕緣子的飛行機(jī)器人》中所述對(duì)絕緣子進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)為目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)，僅采用視覺方式從絕緣子外觀判斷其是否正常，該方法檢測(cè)正確率低，無法檢測(cè)到外觀無明顯變化的缺陷；