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的最優(yōu)策略，實現(xiàn)自主飛行、導航、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行定量噴水，并實時將圖像傳回地面控制臺?？刂婆_將照片轉(zhuǎn)入計算機，通過專用憎水分析軟件進行憎水性等級判斷。

本系統(tǒng)包括三大裝置：無人機智能帶電噴水裝置（無人機主要技術(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）裝置。

1．無人機智能帶電噴水裝置由遠程無線控制系統(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及以上電壓等級復合絕緣子進行定量噴水霧。

2．憎水性數(shù)字圖片拍攝裝置為微型數(shù)碼攝像機，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合絕緣子憎水性的無人機的操作規(guī)程。

本套基于無人機平臺的絕緣子憎水性檢測系統(tǒng)包含：遠程遙控系統(tǒng)、無人機平臺、防撞測距系統(tǒng)、RTK強磁場抗干擾系統(tǒng)、電池部分、無人機供電系統(tǒng)、電機驅(qū)動電路、電機驅(qū)動電路供電系統(tǒng)、噴水裝置和拍照系統(tǒng)。采用無線遠程控制，不必擔心人員受到傷害和引發(fā)接地故障。各部分通過加強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，操作人員通過遠程遙控控制無人機起飛，飛抵絕緣子附近，對準位置，控制無人機噴水，并在噴水后拍照記錄然后回傳。最后通過電腦端強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. 控制盒是有高強度ABS塑料注塑而成，質(zhì)量輕，強度大，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，可以適應比較復雜的環(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)省維護成本，提高事故預防能力，提高事故響應速度，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行常態(tài)化管理，從而有效地遏制因絕緣子污閃而導致的安全運行事故。

三、主要技術(shù)參數(shù)

1無人機載體：大疆無人機經(jīng)緯M600PRO

大疆經(jīng)緯M600Pro負重6kg飛行時間可達16min，并且可以加載RTK抗干擾飛控系統(tǒng)使無人機的抗干擾能力和穩(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環(huán)氧樹脂基復合材料，標配長度為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?？尚D(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?？尚D(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。本裝置選用微型數(shù)碼攝像機，其基本參數(shù)為：質(zhì)量 440g、焦距5.1-51mm、10倍光學變焦、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、智能化應用水平有限等問題，運用無人機視頻實時傳輸與分發(fā)技術(shù)、無人機智能噴水技術(shù)、線狀目標自動跟蹤技術(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系統(tǒng)，以大疆無人機經(jīng)緯M600PRO作為載體，包括絕緣子憎水性無人機智能帶電噴水裝置、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）等組件。可帶電對110kV及以上電壓等級復合絕緣子進行定量噴水霧，并將數(shù)字圖像及視頻實時回傳至后端系統(tǒng)進行分析計算，并結(jié)合復合絕緣子的長期憎水性變化趨勢及污穢狀態(tài)進行大數(shù)據(jù)分析，具有準確度高、安全、價格低廉、效率高、無污染、勞動量小的優(yōu)點，有助于管理人員進行科學的判斷，以及時采取合理的防治措施及方案，達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的操作規(guī)程并進行產(chǎn)業(yè)化、工程化推廣應用。