探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置及方法与流程

1.本发明涉及输电线电晕探测技术领域，特别涉及探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置及方法。


背景技术：

2.随着我国电力行业的不断发展，电能已经广泛应用于各行各业中，电力输送设备的不断完善和高压输电线路的巡检能有效维护电力系统安全稳定运行，对国家经济发展至关重要。因此为了更好地对输电线路进行修理维护，保证电能安全正常供给，进行放电故障检测和定位技术的研究显得尤为重要。绝缘设备在损坏过程中会释放光和热等现象，通过探测这些现象可以发现放电位置，从而便于维修人员修护。目前，常用电晕检测方法都能实现局部放电检测，但这些方法普遍易受外界环境干扰影响，会造成检测时效性较差、检测结果不精确等问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的上述不足，本发明提供了探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置及方法，可以通过探测放电信号的狭缝位置精准定位放电点，解决现有技术中探测成本高、定位不精确等问题。
4.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
5.一种探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置，包括：无人机，所述无人机上设有紫外探测定位装置、中央处理器、定位装置和存储装置，所述紫外探测定位装置包括壳体、电机、电源和信息采集装置，所述电机用于带动壳体旋转，所述壳体为圆柱形壳体，所述圆柱形壳体侧面设有3个均匀分布的狭缝，所述信息采集装置用于通过所述狭缝采集紫外光信号。
6.在本发明的其中一个实施例中，上述信息采集装置包括3个光电倍增管，3个所述光电倍增管的感光面之间设有挡光板，3个所述光电倍增管分别用于测量对应的狭缝穿过的紫外光信号。
7.在本发明的其中一个实施例中，上述定位装置为gps装置或北斗装置。
8.一种探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位方法，应用上述的探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置，包括以下步骤：
9.初始化紫外探测定位装置，设置壳体转速为n转/秒，n》0；开启无人机，使无人机沿规划路径开始巡检；
10.在巡检过程中，若紫外探测定位装置探测到的紫外光信号强度增大，通过紫外探测定位装置对紫外光信号强度增大位置的进行定位，并标记为放电点。
11.在本发明的其中一个实施例中，在巡检过程中，若紫外探测定位装置探测到的紫外光信号强度增大，通过电机调整壳体转速为2n转/秒，旋转外壳每转1周所需1/2转/秒，所述壳体旋转时每经历1/2转/秒后时间t重新计零。
12.在本发明的其中一个实施例中，若紫外探测定位装置探测到的紫外光信号强度增大，将光电倍增管通过狭缝接收到强度增大的紫外光信号时的位置分别记为t(x1,y1)、t(x2,y2)
…
t(xn,yn)，每个位置的探测角度分别记为φ1、φ2...φn，并将位置和角度信息存入存储装置，将探测角度φ表示为：
[0013][0014]
计算光电倍增管通过狭缝接收到强度增大的紫外光信号时的位置，记为放电点t(x，y)，计算公式为：
[0015]
y＝(x-xn)tanφn yn[0016]
将计算得到的放电点整理为一个交叉点集合ti，作为定位结果，存储至存储装置，表示为：
[0017][0018]
在本发明的其中一个实施例中，当需要检测的输电线巡检完成后，无人机沿原路返回，并根据存储装置中的定位结果，无人机悬停至交叉点集合ti上空，通过比较狭缝探测到的信号强度，得出放电点的精确定位。
[0019]
本发明的有益效果为：
[0020]
采用机载紫外光装置协作无人机巡检输电线放电方法具有全天候、抗环境干扰能力强、检测安全有效等优势，同时根据设计的紫外探测装置，可以利用无人机与放电点的位置关系及旋转外壳经历的时间计算出探测角度，从而有效提高检测和定位效果。本发明提出的探测角度的计算方法，通过狭缝接收到信号时狭缝位置可以判断出无人机与放电点的位置关系。根据位置关系及旋转外壳旋转经历的时间，可以准确计算出探测角度，以便后续进行精确定位。
附图说明
[0021]
图1为本发明的结构示意图；
[0022]
图2为本发明的俯视示意图；
[0023]
图3为本发明中放电点定位示意图；
[0024]
图4为本发明中可旋转狭缝外壳旋转时间定义示意图；
[0025]
图5为本发明中探测角度计算示意图；
[0026]
图6为本发明中无人机定点扫描示意图；
[0027]
附图标记对照表：
[0028]
10-壳体、20-狭缝、30-电机、40-光电倍增管、50-挡光板、60-信息采集装置；三个狭缝分别用数字1、2、3标注；三个光电倍增管分别用字母a、b、c标注。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0030]
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]
探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置示意图如图1和图2所示，其中无人机输电线放电的狭缝旋转紫外探测定位装置，包括：无人机，所述无人机上设有紫外探测定位装置、中央处理器、定位装置和存储装置，所述紫外探测定位装置包括壳体、电机、电源和信息采集装置，所述电机用于带动壳体旋转，所述壳体为圆柱形壳体，所述圆柱形壳体侧面设有3个均匀分布的狭缝，所述信息采集装置用于通过所述狭缝采集紫外光信号。
[0032]
无线“日盲”紫外光通信主要采用200nm～280nm的紫外光作为传输介质，利用大气微粒对紫外光的散射作用进行信息传输的一种通信方式，紫外光因其特有的抗干扰能力强、全天候工作、易于机载等特点，将其搭载到无人机上，可实现地形复杂区域的输电线放电探测。
[0033]
在本发明的其中一个实施例中，上述信息采集装置包括3个光电倍增管，3个所述光电倍增管的感光面之间设有挡光板，3个所述光电倍增管分别用于测量对应的狭缝穿过的紫外光信号。
[0034]
在本发明的其中一个实施例中，上述定位装置为gps装置或北斗装置。
[0035]
在本发明的其中一个实施例中，如图3所示，一种探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位方法，应用上述的探测输电线放电的无人机狭缝旋转紫外定位装置，包括以下步骤：
[0036]
初始化紫外探测定位装置，设置壳体转速为n转/秒，n》0；开启无人机，使无人机沿规划路径开始巡检；
[0037]
在巡检过程中，若紫外探测定位装置探测到的紫外光信号强度增大，通过紫外探测定位装置对紫外光信号强度增大位置的进行定位，并标记为放电点。
[0038]
在本发明的其中一个实施例中，在巡检过程中，若紫外探测定位装置探测到的紫外光信号强度增大，通过电机调整壳体转速为2n转/秒，旋转外壳每转1周所需1/2转/秒，所述壳体旋转时每经历1/2转/秒后时间t重新计零。
[0039]
在本发明的其中一个实施例中，如图3所示，将光电倍增管通过狭缝接收到信号时的位置分别记为t(x1,y1)、t(x2,y2)
…
t(xn,yn)，每个位置的探测角度分别记为φ1、φ2...φn，并将位置和角度信息存入信息采集模块中。如图5所示，旋转外壳每经历1/2n s后重新计零，因此根据无人机与放电点的位置关系(无人机位于放电点左/右侧)，及旋转外壳经历的时间，将探测角度可表示为：
[0040][0041]
计算光电倍增管通过狭缝接收到强度增大的紫外光信号时的位置，记为放电点t
(x，y)，计算公式为：
[0042]
y＝(x-xn)tanφn yn[0043]
将计算得到的放电点整理为一个交叉点集合ti，作为定位结果，存储至存储装置，表示为：
[0044][0045]
在本发明的其中一个实施例中，如图6所示，当需要检测的输电线巡检完成后，无人机沿原路返回，并根据存储装置中的定位结果，无人机悬停至交叉点集合ti上空，通过比较狭缝探测到的信号强度，得出放电点的精确定位。
[0046]
本发明采用机载紫外光装置协作无人机巡检输电线放电方法具有全天候、抗环境干扰能力强、检测安全有效等优势，同时根据设计的机载狭缝旋转紫外探测装置，可以利用无人机与放电点的位置关系及旋转外壳经历的时间计算出探测角度，从而有效提高检测和定位效果。本发明提出的探测角度的计算方法通过狭缝接收到信号时狭缝位置可以判断出无人机与放电点的位置关系。根据位置关系及旋转壳体旋转经历的时间，可以准确计算出探测角度，以便后续进行精确定位。
[0047]
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。