多旋翼无人机平台紫外成像输电线路放电检测

多旋翼无人机平台紫外成像输电线路放电检测

李立志

(内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特市010080)

摘要：通过人工判断的模式很难对输电线路中绝缘子以及线路的损伤放电问题起到良好的判断效果，为了有效解决这一问题，也就可以借助于紫外成像仪的应用来获取巡线视频数据，然后再借助于单个区域内放电光子的个数来判断对应设备的运行状态，从而起到良好的放电检测效果。本文主要就紫外成像在输电线路中的放电检测功能进行了深入的探讨。

关键词：多旋翼无人机；紫外成像；输电线路放电检测

随着我国电力行业的不断发展，使得输电线路的分布也变得越来越广泛，这也就导致了电力系统在运行过程中容易出现因为输电线路破损以及断裂等情况所导致的间断放电现象，并直接影响到整个电力系统的运行安全性和可靠性。因此如何进行输电线路的巡线工作，也就成为了现阶段电力企业所需要重点关注的一个问题。

一、多旋翼无人机自动巡检技术

随着无人机技术的不断发展，其在电力系统中也得到了广泛的应用，借助于多旋翼无人机能够根据输电线路的远近距离来进行自由的飞行以及巡检工作，对于一些复杂的地理环境和地势形态也能够起到良好的应对效果。通过多旋翼无人机自动巡检技术的应用，其能够在最大限度上消除输电线路在运行过程中所存在的安全隐患，并能够将输电线路的检查质量以及检查效率得到进一步的提升，从而保障我国电力系统的运行可靠性。

二、紫外相机的组成以及工作原理

紫外成像稳定荷载系统其主要构成是双轴增稳云台以及双通道紫外摄影仪两部分构成的，其具体构成情况如图1所示。在该设备中借助于横滚-俯仰两轴摇臂式结构的应用，能够有效避免云台在飞机上摇摆等情况的发生，并能够确保振动条件下瞄准线的稳定性，使得使俯仰框架内的图像传感器能够输出比较稳定的图像。

图1：紫外成像稳定荷载系统组成示意图

一般情况下，云台控制器与外部存在有两个通信接口，并多是通过S-Rus来实现与内部陀螺模块的通信，并在此基础上进行陀螺信息以及编码器信号的有效采集，从而使得该电机形成一个位置闭环增稳控制系统，来保障视轴的稳定性。借助于紫外成像设备还能够将采集好的电晕放电信息进行存储，然后在经过了后期成像处理之后也就能够与可见光图进行有效的铁甲，从而达到确保电晕位置以及电晕强度的效果，并能够为该电力设备状态检测提供足够多的数据支撑。该系统一般还包含有紫外摄像头自带的任务传感器，还有导航用的可见光传感器两种，并借此来保障其成像的稳定性。

（二）工作原理简析

在该紫外成像仪系统中采用的是横滚-俯仰框架结构，在俯仰框架上进行陀螺以及图像传感器的安装，这样在系统工作的过程中，也就能够通过螺旋来稳定回路，并让该紫外线成像平台在飞机的摇摆以及振动条件下始终保持稳定的瞄准线，这样也就能够很好的避免镜头晃动给紫外线成像仪所带来的影响，并且能够保证该俯仰框架内图像传感器的成像清晰程度。

地面的操控人员能够借助于遥控器控制云台的模式来对地面或者空中的信息目标进行检查，并能够通过相关的数据链来将图像信息、控制信息以及云台的控制信息等传递给地面的控制中心，以供地面指挥控制人员的操作和使用。在该紫外成像系统之中，还能够通过其搭载的紫外摄影仪来对其拍摄到的各种视频信息数据进行存储，在此基础上地面操作人员可以通过SD卡的模式来导出数据，来为后期的图像融合处理工作提供足够多的数据支撑，并能够在此基础上完成电晕现象定位以及强度分析等诸多工作。4

在进行紫外成像稳定荷载系统的元器件选型过程中，还需要参考云台转动性能以及传感器的配置要求这两个因素，并需要充分满足输电线路电晕现象检查的相关需求。此外为了达到轻量化的设计目的，往往还需要应用可见光和紫外光相分离的双光路设计模式，这样也就能够在保障无人机飞行稳定性的基础上，来取得一个良好的测量效果。

（三）主要功能简析

在多旋翼无人机平台上面中借助于可见光/紫外光双通道紫外成像仪的加入，能够让该检测平台实时输出PAL/NTSC格式的可见光标清食品数据，还能够借助于经过串口设置的模式来对该系统的工作状态参数进行反馈。此外借助于紫外摄像机镜头还能够就环境紫外光中的目盲紫外光进行有效的屏蔽。在该系统之中，其SD卡存储接口具备有热插拔的功能，并能够很好的记录不低于1小时的紫外以及可见光视频数据。在配合了计算机图像处理软件之后，其能够将可见光视频和紫外光视频两者进行有机的结合，从而取得一定的光子计数效果。

（四）主要工作方式简析

在配置了可见光/紫外光双通道紫外成像仪的多旋翼无人机平台，其能够通过可见光和紫外光想切换的模式来进行飞行的有效控制，这样当该无人机平台飞行到稳定位置后，也就能够切换成紫外光通道来进行输电线路巡查以及高压设备的检测工作。借助于成像仪的内置内存来将拍摄后的视频来保存在SD卡之中，然后借助于软件分析视频中成像画面的光子数，来对单位面积内光子数比较多的放电区域进行重点标记，在此过程中结合无人机所内置的GPS和惯性测量单元记录的坐标信息，在此基础上也就能够对出现了发电故障的坐标位置进行及时精准的定位，从而安排相关人员去进行迅速的补救，来保障整个电力系统的运行安全性。

结束语：

借助于多旋翼无人机平台安装紫外成像仪的模式，其能够通过无人机的高机动性以及稳定悬停的特点来获取紫外图像，然后在结合了相应软件之后来进行关键区域的有效提取，在此基础上也能够将单位面积光子数作为其输电线路存在故障的依据，从而对输电线路中出现的问题进行有效的判断，其对于我国的巡线工作具备有非常大的应用价值。

参考文献：

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[3]董小青,吴军,王浩等.输电线路机载紫外巡检和故障诊断技术[J].电力科学与技术学报,2017,32(1):117-122.