CN106114865A - 基于无人机的输电线路山火灭火平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无人机的输电线路山火灭火平台，包括无人机平台、地面控制站、灭火水剂箱体、电动水泵、雾化喷头和光电吊舱；光电吊舱设置在无人机平台上，其内有烟尘浓度探测模块和激光测距仪；烟尘浓度探测模块检测山火现场的烟尘浓度并通过无人机平台传输到地面控制站；激光测距仪检测无人机平台与周围物体之间的距离并通过无人机平台传输到地面控制站。本发明采用细水雾灭火技术有效地提高灭火效率，降低了对无人机载体本身载荷；利用电磁场测量设备、激光测距仪、耐高温耐腐蚀灭火剂箱体材料等措施，提高了野外在处置输电线路山火过程中的安全性；利用消防水带抓手携带消防水管至火场附近，可大大地节省铺设水管的时间，提高灭火效率。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种基于无人机的输电线路山火灭火平台。
背景技术
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们日常生产和生活中必不可少的二次能源之一。因此，保障电力***的稳定运行是电力***的首要任务之一。
目前，农村地区中液化气、煤气已经逐渐取代木材成为主要燃料，荒山荒地逐渐被茂密的植被所覆盖，输电线路走廊附近的植被也越来越茂密。春节、清明祭祖等行为和极端干旱天气易引发大面积山火，不仅仅威胁到火灾影响区域内的生态环境、人员生命财产安全，也会导致输电线路跳闸，严重威胁我国电网的安全稳定运行。仅2003年，湖南省220kV线路因山火跳闸达到23次，当年全省220kV线路跳闸总数才63次。2009年-2010年期间，贵州电网220kV和500kV输电线路总共发生山火跳闸事故71起，其中500kV线路跳闸26起。由此可见，输电线路山火成为威胁电网安全的一个重要隐患。
目前，我国已经开展了输电线路山火预测、监测以及灭火等的一系列输电线路山火防治工作，大大地提高了电网抵御山火灾害的能力，有效确保了电网的安全稳定运行。其中输电线路山火灭火装备主要包括背负式高压灭火机、远距离高扬程移动灭火平台等装备，但输电线路山火现场交通环境恶劣，尤其是特高压输电线路所处的崇山峻岭高度远大于100米，无行走道路，荆棘茂盛，人员到达火场时间长，影响山火处置的及时性。载人直升机灭火技术反应迅速，但直升机价格高达数千万元，并且飞行审批严格，飞行成本高；此外，电网山火点多面积小，直升机吊桶投洒灭火方式的水剂利用率低，且喷洒液体宽度大，易造成输电线路相间跳闸，诸多不利因素限制其在输电线路防山火中的应用。
无人机是近年来兴起的一种低成本、高机动性的移动灭火平台，但是受限于输电线路山火地形条件，无人机地面操控人员难以及时到达火场，只能根据机载摄像模块传回的视频判断火场信息和灭火操作信息，难以准确灭火，山火燃烧不充分引起的烟尘对无人机飞行存在威胁，高压输电线路导致的磁场对无人机控制信号存在干扰，存在安全风险；再者，现有机载灭火方式采用吊桶和机腹装载灭火方式，灭火效率低，而输电线路山火点多面广，不能在取水困难的野外开展多火点灭火。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够灭火效率高、工作稳定性和机动性好、而且能够作业安全性高的基于无人机的输电线路山火灭火平台。
本发明提供的这种基于无人机的输电线路山火灭火平台，包括无人机平台、地面控制站、灭火水剂箱体、电动水泵和雾化喷头，还包括光电吊舱；光电吊舱设置在无人机平台上，光电吊舱内布置有烟尘浓度探测模块和激光测距仪；烟尘浓度探测模块与无人机平台连接，用于检测山火现场的烟尘浓度，并将烟尘浓度信息通过无人机平台传输到地面控制站；激光测距仪用于检测无人机平台与周围物体之间的距离，并将距离信息通过无人机平台传输到地面控制站。
所述的光电吊舱内还设置有高清摄像机；高清摄像机用于拍摄山火现场的高清画面图像，并将画面图像通过无人机平台传输到地面控制站。
所述的光电吊舱内还设置有红外成像仪；红外成像仪用于探测山火现场的红外图像和温度信息，并将图像和温度信息通过无人机平台传输到地面控制站。
所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台还包括电磁场测量设备；电磁场测量设备设置在无人机平台上，用于探测无人机平台所处位置的电磁场强度，并将电磁场强度信息通过无人机平台传输到地面控制站。
所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台还包括消防水带抓手；消防水带抓手设置在无人机平台上，用于通过无人机平台接收地面控制站的控制信号并抓取消防水带或释放消防水带。
所述的烟尘浓度探测模块包括光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器；所述光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器依次串接；光电探测器通过探测所在区域的散射光强得到烟尘浓度信息，并传入电流/电压转换模块；电流/电压转换模块将光电探测器的电流信号转换为电压信号后，通过滤波模块滤波和A/D转换模块转成数字信号，最终输入控制器。
所述的雾化喷头的型号为XD-PT01。
所述的电磁场测量设备的型号为AK8970。
所述的光电吊舱型号为MX-25。
所述的激光测距仪的型号为LDM301。
本发明提供的这种基于无人机的输电线路山火灭火平台，基于高空自动巡航的输电线路山火无人灭火平台，采用细水雾灭火技术有效地提高灭火效率，降低了对无人机载体本身载荷的需求，为无人机应用于输电线路山火处置提供了基础；利用电磁场测量设备、激光测距仪、耐高温耐腐蚀灭火剂箱体材料等措施，大大提高了野外在处置输电线路山火过程中的安全性；利用消防水带抓手携带长度达1000米的消防水管一端至火场附近，可大大地节省铺设水管的时间，提高灭火效率。
附图说明
图1为本发明的基于无人机的输电线路山火灭火平台的示意图。
图2为本发明的基于无人机的输电线路山火灭火平台的功能模块图。
图3为发明的烟尘浓度探测模块的功能模块图。
具体实施方式
如图1所示为本发明的基于无人机的输电线路山火灭火平台的示意图：基于无人机的输电线路山火灭火平台包括无人机平台1、电磁场测量设备2、电动水泵3、灭活水剂箱体4、消防水带抓手5、雾化喷头6和光电吊舱7；无人机平台的发送机8为498IS系列发动机，可检测进气口氧含量的发动机，若氧含量较低时，可自动增加进气量，避免无人机在火场上空含有大量烟尘的空气吸入后导致的熄火坠机。
如图2所示为本发明的基于无人机的输电线路山火灭火平台的功能模块图：本发明提供的这种基于无人机的输电线路山火灭火平台，包括无人机平台、地面控制站、灭火水剂箱体、电动水泵、雾化喷头、光电吊舱、电磁场测量设备和消防水带抓手；光电吊舱设置在无人机平台上，光电吊舱内布置有烟尘浓度探测模块、激光测距仪、高清摄像机和红外成像仪；烟尘浓度探测模块与无人机平台连接，用于检测山火现场的烟尘浓度，并将烟尘浓度信息通过无人机平台传输到地面控制站；激光测距仪用于检测无人机平台与周围物体之间的距离，并将距离信息通过无人机平台传输到地面控制站；高清摄像机用于拍摄山火现场的高清画面图像，并将画面图像通过无人机平台传输到地面控制站；红外成像仪用于探测山火现场的红外图像和温度信息，并将图像和温度信息通过无人机平台传输到地面控制站；电磁场测量设备设置在无人机平台上，用于探测无人机平台所处位置的电磁场强度，并将电磁场强度信息通过无人机平台传输到地面控制站；消防水带抓手设置在无人机平台上，用于通过无人机平台接收地面控制站的控制信号并抓取消防水带或释放消防水带。
雾化喷头的型号为XD-PT01。电磁场测量设备的型号为AK8970。光电吊舱为FLIR系列吊舱。激光测距仪的型号为LDM301。电动水泵的型号为DP-125。高清摄像机采用WIN-K-03/04系列的高清摄像机。灭火水剂箱体整体材质采用聚醚醚酮，质量轻便且可耐高温耐腐蚀。输电线路山火无人灭火平台裸露部分涂隔热涂料，用于隔热。雾化喷头为中压雾化喷头，在0-2MPa压力内雾滴可达800um，受风影响小，从而提高灭火效果。消防水带抓手采用316不锈钢材料，可由地面控制站控制抓手的张开与紧闭。
如图3所示为发明的烟尘浓度探测模块的功能模块图：烟尘浓度探测模块包括光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器；所述光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器依次串接；光电探测器通过探测所在区域的散射光强得到烟尘浓度信息，并传入电流/电压转换模块；电流/电压转换模块将光电探测器的电流信号转换为电压信号后，通过滤波模块滤波和A/D转换模块转成数字信号，最终输入控制器。
Claims (10)
1.一种基于无人机的输电线路山火灭火平台，包括无人机平台、地面控制站、灭火水剂箱体、电动水泵和雾化喷头，其特征在于还包括光电吊舱；光电吊舱设置在无人机平台上，光电吊舱内布置有烟尘浓度探测模块和激光测距仪；烟尘浓度探测模块与无人机平台连接，用于检测山火现场的烟尘浓度，并将烟尘浓度信息通过无人机平台传输到地面控制站；激光测距仪用于检测无人机平台与周围物体之间的距离，并将距离信息通过无人机平台传输到地面控制站。
2.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的光电吊舱内还设置有高清摄像机；高清摄像机用于拍摄山火现场的高清画面图像，并将画面图像通过无人机平台传输到地面控制站。
3.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的光电吊舱内还设置有红外成像仪；红外成像仪用于探测山火现场的红外图像和温度信息，并将图像和温度信息通过无人机平台传输到地面控制站。
4.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台还包括电磁场测量设备；电磁场测量设备设置在无人机平台上，用于探测无人机平台所处位置的电磁场强度，并将电磁场强度信息通过无人机平台传输到地面控制站。
5.根据权利要求1所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台还包括消防水带抓手；消防水带抓手设置在无人机平台上，用于通过无人机平台接收地面控制站的控制信号并抓取消防水带或释放消防水带。
6.根据权利要求1~5之一所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的烟尘浓度探测模块包括光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器；所述光电探测器、电流/电压转换模块、滤波模块、A/D转换模块和控制器依次串接；光电探测器通过探测所在区域的散射光强得到烟尘浓度信息，并传入电流/电压转换模块；电流/电压转换模块将光电探测器的电流信号转换为电压信号后，通过滤波模块滤波和A/D转换模块转成数字信号，最终输入控制器。
7.根据权利要求1~5之一所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的雾化喷头的型号为XD-PT01。
8.根据权利要求4所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的电磁场测量设备的型号为AK8970。
9.根据权利要求1~5之一所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的光电吊舱型号为MX-25。
10.根据权利要求1~5之一所述的基于无人机的输电线路山火灭火平台，其特征在于所述的激光测距仪的型号为LDM301。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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