一、概述

大氣污染造成的輸變電設(shè)備外絕緣污閃對電力系統(tǒng)造成了嚴(yán)重危害。多年來為了防止輸電線路污閃事故，電力系統(tǒng)做了大量的工作，采取了大量的技術(shù)措施，取得了一定的成效；但是輸變電線路的污閃事故仍占輸電事故的比重較大，而且輸電線路特別是超高壓輸電線路污閃事故誘發(fā)重大、特大電網(wǎng)事故的可能性非常高。做為超高壓輸電線路運行維護(hù)單位，搞好所轄輸電線路的絕緣子憎水性測量，掌握輸電線路絕緣子的憎水性數(shù)據(jù)，從而指導(dǎo)輸電線路清掃、調(diào)爬及噴涂防污閃涂料，對防止輸電線路污閃事故的發(fā)生有著極其重要的意義。

本系統(tǒng)實現(xiàn)了架空輸電線路巡檢無人機(jī)的最優(yōu)策略，實現(xiàn)自主飛行、導(dǎo)航、噴水、無線傳輸、典型故障識別等，構(gòu)建以信息化、智能化為特征的最優(yōu)化無人機(jī)巡檢模式，提高絕緣子缺陷發(fā)現(xiàn)能力和運維管控水平。

本檢測系統(tǒng)分為定量噴水，實時取照，憎水性圖像分析。無人機(jī)攜帶定量噴水裝置靠近被測絕緣子，距被測絕緣子合適距離開始進(jìn)行定量噴水，并實時將圖像傳回地面控制臺。控制臺將照片轉(zhuǎn)入計算機(jī)，通過專用憎水分析軟件進(jìn)行憎水性等級判斷。

本系統(tǒng)包括三大裝置：無人機(jī)智能帶電噴水裝置（無人機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見下表）、憎水性數(shù)字圖片拍攝裝置以及憎水性分析軟件（便攜式計算機(jī)）裝置。

1．無人機(jī)智能帶電噴水裝置由遠(yuǎn)程無線控制系統(tǒng)、智能可控噴水系統(tǒng)、微型電泵驅(qū)動噴水模塊及絕緣操作桿等組成，可帶電對110kV及以上電壓等級復(fù)合絕緣子進(jìn)行定量噴水霧。

2．憎水性數(shù)字圖片拍攝裝置為微型數(shù)碼攝像機(jī)，采用兩種方式獲取憎水性圖片：①靜像拍攝；②動態(tài)錄像并截取靜像。

3．憎水性分析軟件通過兩種方式進(jìn)行憎水性等級判斷： 

①基于圖像對比法的判斷方法； 

②基于數(shù)字圖像分析技術(shù)的客觀判斷方法。給出人工、計算機(jī)相結(jié)合的憎水性帶電檢測方法，同時制定出人工智能噴水分級法帶電檢測復(fù)合絕緣子憎水性的無人機(jī)的操作規(guī)程。

本套基于無人機(jī)平臺的絕緣子憎水性檢測系統(tǒng)包含：遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)、無人機(jī)平臺、防撞測距系統(tǒng)、RTK強(qiáng)磁場抗干擾系統(tǒng)、電池部分、無人機(jī)供電系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動電路、電機(jī)驅(qū)動電路供電系統(tǒng)、噴水裝置和拍照系統(tǒng)。采用無線遠(yuǎn)程控制，不必?fù)?dān)心人員受到傷害和引發(fā)接地故障。各部分通過加強(qiáng)的無線信號或者抗干擾有線連接方式緊密的結(jié)合在一起。

在實際操作過程中，操作人員通過遠(yuǎn)程遙控控制無人機(jī)起飛，飛抵絕緣子附近，對準(zhǔn)位置，控制無人機(jī)噴水，并在噴水后拍照記錄然后回傳。最后通過電腦端強(qiáng)大的分析軟件來分析出絕緣子的憎水性等級。

二、功能特點

1．利用定時器和噴水電機(jī)驅(qū)動來精確的控制噴水量和噴水時間。

2．利用高清攝像頭及時進(jìn)行噴水后的圖像捕捉。

3．利用RTK抗干擾技術(shù)來抵御來自高壓環(huán)境的電磁干擾。

4．利用激光測距技術(shù)來精確判斷噴頭距絕緣子的距離。

5. 控制盒是有高強(qiáng)度ABS塑料注塑而成，質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，耐磨性較好。

6. 水泵可旋轉(zhuǎn)噴頭經(jīng)特殊工藝制備，可任意調(diào)節(jié)噴水角度，可噴射實心圓椎體水霧，從而可以保證待測試樣表面各部分均勻受水。

7. 整套系統(tǒng)質(zhì)量輕，簡單大方，靈活度高，拆卸方便，耐磨性好，使用簡便，可以適應(yīng)比較復(fù)雜的環(huán)境，更好的檢測一些不易噴射到的絕緣子面，更好的解除安全隱患。

8. 節(jié)省維護(hù)成本，提高事故預(yù)防能力，提高事故響應(yīng)速度，從而提高整個電網(wǎng)的安全運行水平。并且能夠?qū)Ω邏壕€路絕緣子的憎水性狀況進(jìn)行常態(tài)化管理，從而有效地遏制因絕緣子污閃而導(dǎo)致的安全運行事故。

三、主要技術(shù)參數(shù)

1無人機(jī)載體：大疆無人機(jī)經(jīng)緯M600PRO

大疆經(jīng)緯M600Pro負(fù)重6kg飛行時間可達(dá)16min，并且可以加載RTK抗干擾飛控系統(tǒng)使無人機(jī)的抗干擾能力和穩(wěn)定性得到極大提升。同時，大疆配備有成套高倍攝像頭和圖傳系統(tǒng)，無需外加其他廠家攝像設(shè)備和圖傳設(shè)備的工作，利于系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

遙控器

標(biāo)配電池（型號： TB48S）

充電器（型號： MC6S600 ）

2. 帶電噴水裝置

裝置采用了無線自控技術(shù)和微型電泵驅(qū)動等技術(shù)，自動化程度高。裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，由四部分組成： ①無線信號發(fā)射部分、②空心絕緣操作桿、③無線信號接收和微型電泵控制部分、④微型電泵驅(qū)動噴水部分。各部分拆裝、更換方便。裝置結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，便于攜帶和操作，適合現(xiàn)場使用。

⑴空心絕緣操作桿的材料為玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料，標(biāo)配長度為2m。

⑵無線信號接收和微型電泵控制部分由嵌于空心絕緣操作桿前端內(nèi)的無線信號接收頭、可充電電源、無線信號接收和微型電泵控制器三部分構(gòu)成。無線信號接收頭通過導(dǎo)線與無線信號接收和微型電泵控制器相連。可充電電源為3000mAh鋰電池，可保證裝置噴水2小時，能滿足現(xiàn)場長時間測量要求。

⑶電動噴水部分是由微型電泵、水壺以及可旋轉(zhuǎn)噴頭構(gòu)成。可旋轉(zhuǎn)噴頭通過連接附件與微型電泵腔連接，連接附件通過水管與微型電泵連接實現(xiàn)向可旋轉(zhuǎn)噴頭供水。可旋轉(zhuǎn)噴頭經(jīng)特殊工藝制備，可任意調(diào)節(jié)噴水角度，可噴射實心圓椎體水霧，從而可以保證待測試樣表面各部分均勻受水。

3. 絕緣子噴水圖像拍攝裝置

噴水圖像的拍攝裝置采用具有高像素、高光學(xué)變焦性能、高存儲量、定焦速度快、曝光速度快、防抖動性能優(yōu)異及具有靜像拍攝功能的微型數(shù)碼攝像機(jī)。本裝置選用微型數(shù)碼攝像機(jī)，其基本參數(shù)為：質(zhì)量 440g、焦距5.1-51mm、10倍光學(xué)變焦、靜像拍攝時330萬有效像素。

4. 憎水性后臺分析軟件裝置

通過憎水性分析軟件來分析運行復(fù)合絕緣子的憎水性狀態(tài)。本軟件的核心功能為憎水性等級判斷，由客觀判斷和主觀判斷兩部分組成。

四、配置清單

六、產(chǎn)品意義

本系統(tǒng)針對現(xiàn)有的高壓線路巡線系統(tǒng)實時性差、自動化程度低、智能化應(yīng)用水平有限等問題，運用無人機(jī)視頻實時傳輸與分發(fā)技術(shù)、無人機(jī)智能噴水技術(shù)、線狀目標(biāo)自動跟蹤技術(shù)、圖像智能識別技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、遠(yuǎn)程無線控制技術(shù)等，形成了一套基于人工智能的高壓線路絕緣子巡檢無人機(jī)系統(tǒng)，以大疆無人機(jī)經(jīng)緯M600PRO作為載體，包括絕緣子憎水性無人機(jī)智能帶電噴水裝置、憎水性數(shù)字圖片拍攝、傳輸裝置、傳感器以及憎水性分析軟件（便攜式計算機(jī)）等組件。可帶電對110kV及以上電壓等級復(fù)合絕緣子進(jìn)行定量噴水霧，并將數(shù)字圖像及視頻實時回傳至后端系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，并結(jié)合復(fù)合絕緣子的長期憎水性變化趨勢及污穢狀態(tài)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，具有準(zhǔn)確度高、安全、價格低廉、效率高、無污染、勞動量小的優(yōu)點，有助于管理人員進(jìn)行科學(xué)的判斷，以及時采取合理的防治措施及方案，達(dá)到絕緣子正常使用的目的。同時制定出可控噴水分級法帶電檢測無人機(jī)的操作規(guī)程并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化、工程化推廣應(yīng)用。