一种基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的持续、快速发展，电网的规模迅速增大，输电电压等级不断提高，因此，对输电设备的绝缘性能要求也愈来愈高。随着使用年限的增加，输电设备的绝缘性能会有所下降，目前，绝缘事故已占到整个电力系统事故的第二位，仅次于雷害事故。这主要是因为发生绝缘故障时，在方圆几十上百公里范围内，设备的绝缘劣化程度相似，容易引发大面积多点绝缘事故，引起跳闸后绝缘性很难自己恢复，这又往往导致事故的扩大和长时间停电。一次绝缘事故损失的电量可高达几万至几千万度电不等，而间接的损失更是无法估计。
[0003]而且输电设备如果出现漏电时人是不允许靠近，所以在检测输电设备绝缘性能时都需要人在较远距离检测或者使用工具接近输电设备检测，现有的输电设备绝缘性能各种检测手段中，电场测量法与红外成像法两种方法效果较好。红外成像法可以检测局部放电，但是设备复杂、检测受天气影响、有一定的误判率，分辨率低。电场测量法能检测出输电设备的绝缘内部缺陷，但目前的电场测量法测量点较多、操作复杂，不能用于在线带电监测。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题，就是一种操作简单、灵敏度高的基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置，同时不受地形、天气、太阳光中的紫外线干扰等因素的限制，适用于高压输电设备的在线带电检测。
[0005]解决上述技术问题，本实用新型采用以下的技术方案:
[0006]一种基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置，所述的空中飞行平台为多旋翼飞行平台，多旋翼飞行平台内部自带有主控系统以及数据接口，其特征在于:空中飞行平台底面设有一连接板，连接板底面装有视频监视装置和紫外放电检测装置，在地面上还设有用于实时显示视频监视装置视野的地面显示器，所述地面显示器可以辅助控制空中飞行平台绕过大型障碍物，更加快速的向目标设备靠近。
[0007]所述的紫外放电检测装置由电源模块、紫外传感器、控制及信号处理模块、通信模块依次连接而成。
[0008]所述的紫外传感器为高灵敏度的日盲型紫外传感器，能检测185-260nm波段紫外光和测量绝缘子的微弱放电，同时不受太阳光中的紫外线干扰，可以实现全天候24小时测量。
[0009]所述紫外传感器的工作原理是基于金属的光电发射效应和电子繁流理论。光电阴极由只对紫外线敏感的材料制成，在紫外线照射下发射光电子。在传感器的阳极和光电阴极之间加上电压后，就在两极之间建立了电场。紫外线射在光电阴极表面，如果人射光能量大于阴极表面逸出功，就会产生光电发射效应，逸出光电子。由于纯金属阴极的电子产额极低，紫外传感器中还需充人特殊气体，通过繁流放电增加电子输出。光电子在电场作用下，以极高的速度碰撞周围的气体分子，使其电离成电子和正离子。电离产生的新电子被加速后继续碰撞电离周围的气体分子，最终射向阳极。而电离产生的正离子，在电场作用下也被加速撞向光电阴极，导致更多电子的产生。这一过程循环往复，在阳极和光电阴极之间就会迅速形成很大的电流并产生放电，这种现象称为电子繁流。高压输电设备紫外检测器就是利用特定的紫外传感器接收高压设备放电时产生的紫外线信号，经处理后得到尖脉冲信号，通过对单位时间计量到的放电脉冲数进行统计，从而确定放电强度，判断输电设备的放电强度是否超标，为高压输电设备状态监控提供依据。
[0010]所述的紫外放电检测装置上设有温湿度传感器，所述温湿度传感器与紫外传感器并联，其两端分别与电源模块和控制及信号处理模块相连接。因为是在污秽存在的条件下，如果环境是干燥的，污秽部分的电阻仍然是很大的，当湿度增大时，污秽输电设备的绝缘性能会下降，增加温湿度传感器能够有效监测污秽输电设备的绝缘性。
[0011]所述紫外放电检测装置还设有灭弧电路模块。由于紫外传感器本身没有自动抑制火花的能力，所以要从外部加入灭弧电路，防止放电电流自保持。
[0012]所述的控制及信号处理模块由光电耦合器、RC滤波电路，单片机依次连接而成。由紫外传感器得到的脉冲信号电压较高，不能直接进行处理，要经过光电耦合器进行限幅和隔离，经限幅后的信号再通过RC滤波电路，滤除高频干扰，同时能够有效去除背景噪声的干扰；限幅和滤波后的信号送入单片机，经数字滤波，由计数器完成脉冲计数，通过对单位时间内的脉冲数分析，确定输电设备的放电强度是否达到报警阈值。单片机定时将采集的放点情况、温湿度数据和处理结果向通信模块发送。
[0013]所述的通信模块为抗电磁能力强的GPRS模块，所述GPRS模块将采集数据和处理结果上传到处理中心，所述的处理中心可以是输电设备的操作控制中心。由于高压线路附近的电磁场环境恶劣，并且传输的数据量不大，所以采用抗电磁能力强的GPRS模块达到的效果更好。
[0014]所述的视频监视装置为无线摄像头。
[0015]作为本实用新型的进一步改进，所述的空中飞行平台上还设有输电线规避装置，所述的输电线规避装置所包括:在所述的空中飞行平台在飞行方向前端部位设有电磁感应电压检测装置，所述的电磁感应电压检测装置通过所述数据接口与所述主控系统连接，所述的主控系统根据电磁感应电压检测装置输入的信号来计算得到多旋翼飞行平台与带电输电线路的距离，同时主控系统设定多旋翼飞行平台为电场强度阀值飞行状态。
[0016]所述电场强度阀值飞行状态指多旋翼飞行平台在主控系统接收到的电场强度相对数值超过设定的阀值时，多旋翼飞行平台不能再执行当前的飞行动作，只能执行相反的飞行动作。
[0017]所述的电磁感应电压检测装置由全向电磁检测传感器、信号放大调理电路、模数转换电路依次连接而成。
[0018]所述的全向电磁检测传感器为三线圈全向电磁检测传感器。
[0019]所述的输电线规避装置原理为:全向电磁检测传感器处于电磁场中时，根据法拉第地磁定律，将感应得到电荷，电荷积累产生电压，检测感应得到的电压值，信号放大调理电路将该电压值放大，经过模拟数字转换电路，将放大后的电压值变换为数字信号，输出至多旋翼飞行平台主控系统，主控系统根据所得到的电场强度相对数值，实时判断电磁场的大小，再根据带电输电线路周边电磁场大小的换算公式，计算得到多旋翼飞行平台与带电输电线路的距离。飞行前多旋翼飞行平台先经过现场校准，可根据多旋翼飞行平台与带电输电线路的距离相对应校准后的电场强度值设定为电场强度阀值，然后进入电场强度阀值飞行状态。飞行过程中，若电场强度相对数值超过设定的电场强度阈值，则停止当前的飞行动作，无线遥控器再遥控进行当前的飞行动作，空中飞行平台将不执行，而只能执行当前动作的相反动作。当空中飞行平台退回到安全位置时，空中飞行平台能够重新恢复所有方向的飞行能力，使用者可以继续使用无线遥控器遥控空中飞行平台继续按照安全航线继续前进。从而能够使多旋翼飞行平台与带电输电线路保持一定的距离，规避带电输电线路，避免空中飞行平台被电击而导致毁坏。
[0020]本实用新型具体使用的步骤为:1.根据检测任务，制定检测顺序和飞行路线，选取合适的地点作为检测人员遥控飞行平台和接受监测数据的地方。2.组装飞行平台和检测装置，检查所有装置，飞行平台的工作状态是否正常，输电线规避装置的电场强度阈值是否已校验和设定，视频监视装置的图像是否清晰，紫外放电检测装置是否已校验，飞行平台和控制台之间的数据传输是否正常，飞行平台的电量是否充足等。3.多旋翼飞行平台沿规划的航线飞行，通过控制台的显示屏获取飞行平台前方的视野，控制飞行平台向目标设备靠近，飞行过程中不断检测感应电压的幅值，是否超过阈值，如果是则执行相反动作退回到安全位置并且重新恢复所有方向的飞行能力继续飞向目标设备，实现规避带电输电线路，否则直接飞向目标设备，直到到达检测距离。4.飞行平台到达检测距离，选取合适的位置，调整角度，使紫外放电检测装置的传感器正对目标区域，保持飞行平台的悬停状态，开始检测紫外放电脉冲信号。5.检测完成，记录相关数据，控制飞行平台向下一目标设备靠近。6.重复上述步骤3-步骤5，直到检测任务完成。7.控制飞行平台沿规划航线返回，拆解，装箱。
[0021]与现有技术相比，本实用新型具有以下明显优势:
[0022]本实用新型中的紫外传感器采用高灵敏度的日盲型紫外传感器，不受地形、天气、太阳光中的紫外线干扰等因素的限制，可以实现全天候24小时测量，而且操作简单、灵敏度高，避免了检测人员攀爬杆塔或靠近输电设备，所以节省了攀爬的装备投入同时消除了检测工作的高危性；本实用新型还设有输电线规避装置，能够使得飞行平台与高压输电线保持安全距离，以避免飞行平台被高压输电线放电击毁。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型空中部分的立体示意图；
[0024]图2为本实用新型空中部分的正视图；
[0025]图3为本实用新型空中部分的仰视图；
[0026]图4为本实用新型的连接板、视频监视装置以及紫外检测装置的放大仰视图。
[0027]图中:1-多旋翼飞行平台，2-电磁感应电压检测装置，3-连接板，4-视频监视装置，5-紫外放电检测装置。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图用实施例对本实用新型作进一步说明。
[0029]如图1、2、3、4所示，一种基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置，所述的空中飞行平台为多旋翼飞行平台1，多旋翼飞行平台内部自带有主控系统以及数据接口，其特征在于:空中飞行平台底面设有一连接板3，连接板底面装有视频监视装置4和紫外放电检测装置5，在地面上还设有用于