浅析架空输电线路智能机器人全自助巡检技术

在我国市场经济不断发展的过程中,社会中各个行业也在不断的进步,电力行业的健康发展与我国经济的成长具有重要的关系.居民、厂商的日常用电都离不开电网的建设和电力的供应.智能机器人全自助巡检技术在线路运维工作中主要表现在线路故障检测、设备故障检测等方面,以此能够使维修人员能够对故障进行及时的发展.基于此,本文针对输电线路机器人巡检实用化的问题,对架空输电线智能机器人全自助巡检技术进行了研究.     

无人机在输电线路巡检中的应用

介绍了无人机巡检的现状,指出了存在的问题,阐述了无人机自主巡检技术和影像智能识别技术的实现方法,分析了无人机在输电线路巡检中的应用情况,包括日常巡检、故障巡检、特殊巡检、检测及辅助检修作业、线路勘察验收等.     

输电线路无人机巡检系统的设计

为保证电力系统正常运行,必须对电网输电线路进行监测和巡检。设计一种输电线路无人机巡检系统,该系统由一个移动监测站、数个无人机飞行器以及后台上位机构成。该系统具有机动灵活、稳定性好、便于操控、传输实时准确等特点。系统通过自动导航或者人工定向控制的方法使用相机、红外设备等对输电线路进行信息采集,并实时传输到移动监测站及后台上位机。技术人员可以实时掌握输电线路的运行情况,及时排除运行缺陷及安全隐患。     

输电线路巡检管理系统软件的设计

提高输电线路巡检工作的规范性是保证电力系统安全运行的重要手段之一.针对传统输电线路巡检管理手段的不足,本文在Visual Basic 6.0操作环境中编写了输电线路巡检管理软件,详细介绍了数据库及其通讯软件的构成,从而提高了输电线路的维护能力和管理层次.     

110 kV输电线路巡检无人机电磁兼容分析

高压输电线路周围恶劣的电磁环境会直接影响巡检无人机运行的稳定性,进而影响地面操作人员对巡检结果的评估。为保障巡检无人机在恶劣电磁环境下巡检作业的可靠性,对无人机巡检作业的电磁环境进行仿真。根据干扰电磁波的耦合途径分别构造电场耦合模型与磁场耦合模型,对无人机内部电气结构与高压输电线路之间的耦合进行分析从而确定受扰对象,从干扰源的产生及电磁耦合途径出发,对无人机进行电磁兼容优化,利用电磁屏蔽削弱无人机内部电气结构及敏感元件所受到的电磁干扰,使无人机的电磁兼容性能得到提升,保障巡检无人机运行的稳定性。     

新型智能化输电线路巡检系统的研发

输电线路是电力系统的重要组成部分,输电线路巡检管理则是有效保证输电线路及其设备安全的一项重要基础性工作。详细介绍了一种以地理信息系统GIS为整体平台,以全球定位系统GPS为地理定位的技术手段,将掌上电脑、GPS信号接收器、后台管理机,计算机和网络通信技术融为一体的智能化输电线路巡检系统。该系统在实现原理、可靠性、实用性和扩展性等方面有明显优势,实际应用表明该系统能有效满足巡检工作快速、高效和实时的要求。     

输电线路故障诊断及故障点定位

对输电线路故障原因辨识及故障定位方法进行论述,分析现有技术存在的不足之处,在此基础上提出输电线路故障诊断技术的主要研究方向,即：雷击故障辨识重点在于所对应的行波电流电磁暂态特征研究,利用其高频信号的特征差异来进行辨识,并最终将理论研究转化为挂网产品;而对于线路故障定位,可考虑改变监测点的布置方式及减少波速改变的影响,以便更准确地监测故障初始行波波头,提高输电线路故障定位精度。     

输电线路巡检机器人后台管理及诊断系统

提出了融合输电线路管理、巡检图片的分类管理、机器人巡检作业管理、可见光图片的视觉识别、红外分析诊断、导线动态增容及企业局域网等于一体的巡检机器人后台管理与诊断系统的体系结构,建立了基于RDBMS的红外诊断模型和导线动态增容模型.采用关系数据库和B/S结构,建立了图片与杆塔、线路之间的关联模型,根据关联模型,开发了巡检机器人后台分析诊断管理系统,实现了图片的一键自动导入功能,以报表格式将巡检作业及图片诊断结果打印出来,实现了高压线路巡检的主要功能.     

沿输电线路地线行驶巡检机器人定位方法

针对作者所在团队研制的沿输电线路地线行驶的巡检机器人,分别提出了基于倾角传感器、GPS和线路先验信息模型GIS的全局环境定位方法和基于行走轮编码器及其打滑识别、机器视觉、超声波测距传感器和霍尔接近传感器的局部环境定位方法,给出了机器人定位的相关模型或算法.经现场线路试验研究表明,该方法行之有效.     

匹配输电线路巡检需求的无人机选型研究

近年来,无人机在电力行业输电线路巡检方面得到广泛应用,输电线路无人机自动化巡检技术因其独特的优势受到国内外研究机构及相关部门的广泛关注。但随着巡检任务需求的快速增长,以及市面上所能选择的无人机平台及其载荷类型越来越多,导致快速完成无人机平台选型的难度增加,通常需要耗费大量人力完成筛选匹配工作。因此,根据任务需求,如何快速可靠地完成无人机平台选型是输电线路自动化巡检研究领域需要重点解决的问题之一。为了解决该问题,该文提出了3层结构的基于异构神经网络的快速匹配选型模型。在模型第1层,提出改进型的独热向量算法,完成了巡检任务相关因素的数值化,并输出任务需求矩阵;在模型第2层,提出基于时间递归神经网络（LSTM）神经网络结构的参数指标生成模型,根据任务需求矩阵生成所需的载荷相应参数;在模型第3层,提出了基于决策树网络的匹配模型,根据生成的参数指标确定最终的无人机平台参数和型号。最后,通过真实选型案例数据,验证了该模型算法的有效性。     

高压输电线路智能巡检机器人的研制与应用

以实现穿越越障巡检机器人长距离自主运行为目的,对机器人的机械结构、电能在线补给和智能控制作了深入研究.优化机械结构使设备尺寸更小、重量更轻、能耗更低、行走轮使用寿命更长;通过太阳能充电基站的设立提高机器人的续航能力;优化基于作业环境信息和机器人运行状态信息的自主行为控制方法,提出了智能巡检机器人的完备体系结构及其全自主行为能力的智能控制方法.根据该方法设计制造了高压输电线路巡检机器人,并在吉林白山的高压输电线路上进行了20km的示范运行,结果表明,该机器人具有长距离自主运行的能力,相较于以往机器人,在巡检效率和续航能力等方面有了很大提高.     

紫外带电检测技术在超高压输电线路上的应用初探

架空高压输电线路是电力系统的动脉,其运行状态直接决定电力系统的安全和效益.电力行业的输电设备在运行状态下会逐渐出现老化、受损,如何在其发展成为严重事故前将它检测出来,是电力行业设备维护人员的一项重要任务.目前,起高压输电线路的带电检测常用的方法和仪器主要有:在可见光范围内的肉眼观察、超声波检测、远红外热成像仪以及紫外成像仪等.本文主要是通过对上述方法进行分析比较,介绍紫外带电技术在超高压输电线路上的应用.     

高压输电线路巡检机器人续航里程的预测方法

续航里程预测是高压线路巡线机器人要解决的一项工程实用化关键技术问题.首先通过对机器人所用锂电池进行放电实验,用负载电压法处理实验数据后得出机器人电池剩余电量函数.然后根据机器人的工作环境建立机器人在巡检作业时在线路上行走、越障、巡视等工况下的能耗模型,得出机器人续航里程估计方法.最后通过实验验证了该续航里程估计方法的正确性和实用性,最后提出并验证了一种续航预测误差方法,为巡检机器人的电源设计和线路巡检方案规划以及无动力下坡空速与馈能的研究提供了理论依据.     

基于磁悬浮的高压直流输电线路巡检机器人可行性研究

针对目前轮臂式高压巡检机器人机体过重、巡检效率低下以及容易打滑问题,提出了一种基于磁悬浮的高压直流输电线路巡检机器人的技术方案;利用高压直流导线周围的磁场,采用全新的磁悬浮技术,使机器人能悬浮于线路之上,并利用洛伦兹力牵引机器人移动,从而简化巡检机器人的结构,提高巡检效率,彻底消除打滑问题.根据架空高压直流输电导线周围的磁场特性,设计了实现磁力悬浮和磁力驱动的线圈结构以及与之相适应的机器人的总体结构,阐述了磁力驱动和磁力悬浮的实现原理,并从理论上证明了实现巡检机器人的磁悬浮和磁力驱动的可行性.     

高压多分裂输电线路自主巡检机器人及其应用

介绍了一种沿(超)高压多分裂输电线路行驶的自主巡检机器人,包括自主巡检机器人本体、地面基站、巡检后台管理系统.机器人机械结构的设计针对多分裂线路特色的障碍物如均压环、间隔棒的结构特点以及线路受到多种作用力后复杂变形的几何特点完成,使得机器人能顺利通过各种障碍物,完成线路的全程自主巡检.通过介绍本系统的关键技术:移动机器人机构、控制系统设计、基于电磁导航与机器视觉的自主巡检系统,给出自主巡检机器人的一个典型实例.不同环境下的现场运行试验表明,该巡检机器人系统正确、实用.     

基于双视卷积神经网络的输电线路自动巡检

卷积神经网络算法被广泛应用于输电线路自动巡检领域,但传统卷积神经网络电力缺陷识别模型的泛化能力较差.为此,提出一种融合双角度图像信息的卷积神经网络检测算法(CVR-RCNN),其利用2个视角可见光图像识别输电线路的常见缺陷.经实验测试,CVR-RCNN模型具有良好的鲁棒性,受试者工作特性(ROC)曲线下面积(AUC)值高达0.927,缺陷检测准确度较传统算法有显著提高.因此,CVR-RCNN能明显改善电力缺陷检测效果,可为无人机自动巡检输电线路提高准确稳定的算法架构.     

输电线路带电巡检作业单臂机器人行走姿态控制方法

针对输电线路单臂巡检机器人的行走姿态难以有效控制的问题,该文将机器人行走分成常态行走与爬坡行走2个状态,并给出相应的定义,分别采用基于状态变量反馈的状态空间法与PD控制法对2种状态进行控制,利用Matlab对2种控制方法进行仿真,在搭建的实际线路上对所提出的2种控制方法进行方法验证。结果表明,提出基于状态空间法与PD控制法的输电线路带电巡检作业单臂机器人行走姿势控制迅速有效,可以满足实际应用需求。     

交流架空输电线路复合绝缘子故障诊断研究

交流复合绝缘子是架空输电线路上常见的元件,其内绝缘导通性缺陷难以检测而成为造成事故的主要因素。本文主要通过梳理分析国内外带电检测合成绝缘子技术现状和优缺点,并在充分解析分布电场法和红外测温法原理的基础上,建立了对应的交流复合绝缘子故障诊断数学模型,该模型在研制相关的带电检测装置的项目中得到了实施与验证。     

交流架空输电线路复合绝缘子故障诊断研究

交流复合绝缘子是架空输电线路上常见的元件,其内绝缘导通性缺陷难以检测而成为造成事故的主要因素。本文主要通过梳理分析国内外带电检测合成绝缘子技术现状和优缺点,并在充分解析分布电场法和红外测温法原理的基础上,建立了对应的交流复合绝缘子故障诊断数学模型,该模型在研制相关的带电检测装置的项目中得到了实施与验证。