[發明專利]一種無人機巡線的電力線放電檢測系統及放電定位方法

在審

• 申請號: 202010567158.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111896846A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 趙太飛;李晗辰;馬倩文;張爽;薛蓉莉
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

1.一種無人機巡線的電力線放電檢測系統，其特征在于，包括無人機機載放電檢測系統和電腦運算顯示系統，無人機機載探測系統主要用于搭載無人機對輸電線等電力設施進行快速放電檢測和數據的本地記錄；電腦運算顯示系統主要是對機載探測端所記錄的數據進行讀取、分析運算、數據存儲和可視化顯示；

所述的無人機機載放電檢測系統包含以下模塊：紫外探測模塊、信號處理模塊、微處理模塊、位置信息獲取模塊、數據記錄模塊；

所述的電腦運算顯示系統是一種基于web的應用程序，包含web服務器、數據庫、前端頁面和后端程序；

所述的紫外探測模塊包括日盲濾光片、光電倍增管、可左右擺動的轉臺；日盲濾光片套袋在光電倍增管上實現對放電產生的日盲紫外信號的檢測；光電倍增管安裝固定在可左右擺動的轉臺進行擺動探測；

所述的信號處理模塊是對紫外探測模塊探測的信號進行處理，完成流轉壓、濾波和信號放大；

所述的微處理模塊給整個無人機機載放電檢測系統提供運算控制；

所述的位置信息獲取模塊獲取當前系統所在的位置信息；

所述的數據記錄模塊記錄微處理模塊運算后的數據；

所述的web服務器是電腦運算顯示系統的運行平臺；

所述的數據庫對電腦運算顯示系統運算產生數據進行存儲；

所述的前端頁面是面向人的界面，用于信息顯示和人和數據之間的交互；

所述的后端程序用于邏輯運算和數據處理。

2.一種無人機巡線的電力線放電檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

無人機沿輸電線朝著一定方向巡檢，無人機機載放電檢測系統掛載于無人機上，紫外探測模塊中的光電倍增管進行擺動探測，當巡檢到輸電線存在放電時，一個擺動周期會探測到多組信號，當在一個擺動周期內探測信號強度最大時，將當前轉臺擺動的角度、位置信息獲取模塊得到的探測位置和探測信號的電壓記錄到數據記錄模塊。

3.一種無人機巡線的電力線放電定位的方法，其特征在于，將數據記錄模塊中的數據導入到電腦運算顯示系統進行定位運算，電腦運算顯示系統進行放電定位的步驟如下：

步驟一，在光電倍增管處于擺動角度的最左端或者最右端時，導致直視探測地誤判，因此，電腦運算顯示系統要將光電倍增管處于擺動角度的最左端或者最右端時的數據進行剔除處理；

步驟二，通過任意兩個探測位置和該位置的探測角度聯立可以定位出一個放電點位置信息；

步驟三，為了精確定位出放電點的位置，將定位出的全部放電點位置整理為一個放電點位置的點集，將點集中較為離散的誤差點進行數據剔除得到新得到的放電位置的點集；

步驟四，將新得到的放電點位置的點集作為數據源導入到K-means算法進行運算，將輸出一個位置信息，即為定位成功的放電點位置信息存儲到數據庫中。

4.根據權利要求3所述的一種無人機巡線的電力線放電定位的方法，其特征在于，步驟二所述的放電點位置，其定位步驟為：

光電倍增管的直視探測鏈路L₁～L_n用雙點線表示，局部放電點T＝(x,y)坐標未知用紫色實心圓形點表示，探測點R_i＝(x_i,y_i)坐標通過無人機機載放電檢測系統中的位置信息獲取模塊獲取，用黑色實心矩形點表示，每個探測點的探測鏈路與無人巡線方向的夾角為該探測點的探測角度φ_i，放電點位置可以用公式(1)解出；為防止公式(1)出現無解現象，將公式(1)中任意兩個公式聯立都可以求得一個放電點位置，將解得的全部放電點位置整理為一個放電點位置的集合T_i，表示如公式(2)所示；

其中，x,y表示局部放電點坐標，x_i,y_i表示第i點的探測點坐標，φ_i表示第i點的探測角度，T_i表示放電點位置的集合，n代表探測點的個數。