RU2753811C1 - Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines - Google Patents
Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753811C1 RU2753811C1 RU2020126832A RU2020126832A RU2753811C1 RU 2753811 C1 RU2753811 C1 RU 2753811C1 RU 2020126832 A RU2020126832 A RU 2020126832A RU 2020126832 A RU2020126832 A RU 2020126832A RU 2753811 C1 RU2753811 C1 RU 2753811C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- voltage
- distance
- insulators
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для диагностики состояния высоковольтных линейных изоляторов высоковольтных воздушных линий электропередач.The invention relates to electrical engineering and can be used to diagnose the state of high-voltage linear insulators of high-voltage overhead power lines.
Технический результат предлагаемого способа заключается в улучшении отношения сигнал-шум, регистрируемых ИК и УКВ излучений частичных разрядов, в увеличении диапазона регистрируемых излучений частичных разрядов, в увеличении расстояния бесконтактного дистанционного способа контроля, в повышении безопасности контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов (далее изоляторов) воздушных линий электропередач (далее ВЛЭП), в повышении стабильности измерений излучений частичных разрядов, при проведении периодического контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП по излучениям частичных разрядов, в увеличении диагностических возможностей контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП любого класса напряжений, а так же ВЛЭП расположенных в труднодоступных местностях.The technical result of the proposed method consists in improving the signal-to-noise ratio of the registered IR and VHF partial discharge radiation, in increasing the range of registered partial discharge radiation, in increasing the distance of the contactless remote control method, in increasing the safety of monitoring the technical condition of high-voltage linear insulators (hereinafter insulators) of air power transmission lines (hereinafter OTL), in increasing the stability of measurements of radiation of partial discharges, when carrying out periodic monitoring of the technical condition of insulators of overhead transmission lines for radiation of partial discharges, in increasing the diagnostic capabilities of monitoring the technical condition of insulators of overhead transmission lines of any voltage class, as well as overhead transmission lines located in hard-to-reach areas.
Сущность способа: малогабаритный беспилотный летательный аппарат с возможностью поддержания нулевых вертикальной и горизонтальной скоростей, т.е. с возможностью «зависания» в воздухе (далее БПЛА), оснащенный ультракоротковолновым (далее УКВ), инфракрасным (далее ИК) и акустическим датчиками регистрации излучений частичных разрядов (далее датчики регистрации излучений частичных разрядов), датчиком фотовидео фиксации, датчиком регистрации фазы высокого напряжения промышленной сети (далее датчик фазы напряжения), оснащенный датчиком расстояния, позиционируется в соответствии с линейными размерами изолятора и апертурами датчиков регистрации ИК и УКВ излучений частичных разрядов на таком расстоянии от изолятора, что в апертуре ИК и УКВ датчиков находится преимущественно поверхность исследуемого изолятора. После успешного позиционирования БПЛА, в пространстве относительно исследуемого изолятора, проводится одновременная регистрация УКВ, ИК, акустического излучений частичных и фаз напряжения промышленной сети высокого напряжения (далее фаз напряжения). С помощью датчика фото-видео фиксации проводится визуальный контроль технического состояния изолятора. Информация, полученная ИК датчиком, УКВ датчиком, акустическим датчиком, датчиком фазы, датчиком расстояния и датчика фотовидео фиксации передается по каналу радиосвязи на наземный мобильный блок управления и обработки данных.The essence of the method: a small-sized unmanned aerial vehicle with the ability to maintain zero vertical and horizontal speeds, i.e. with the possibility of "hovering" in the air (hereinafter UAV), equipped with ultra-shortwave (hereinafter referred to as VHF), infrared (hereinafter referred to as IR) and acoustic sensors for detecting partial discharge radiation (hereinafter referred to as detectors for detecting partial discharge radiation), a photo-video fixation sensor, a sensor for detecting a high-voltage industrial phase network (hereinafter referred to as the voltage phase sensor) equipped with a distance sensor is positioned in accordance with the linear dimensions of the insulator and the apertures of the detectors for recording IR and VHF partial discharge radiation at such a distance from the insulator that the surface of the insulator under study is predominantly located in the aperture of the IR and VHF sensors. After successful positioning of the UAV, in space relative to the insulator under study, simultaneous registration of VHF, IR, acoustic radiation of partial and voltage phases of the industrial high-voltage network (hereinafter voltage phases) is carried out. With the help of a photo-video fixation sensor, a visual control of the technical condition of the insulator is carried out. Information received by an IR sensor, a VHF sensor, an acoustic sensor, a phase sensor, a distance sensor and a photo-video fixation sensor is transmitted via a radio link to a ground mobile control and data processing unit.
Устройство относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов воздушных линий электропередач.The device refers to electrical engineering and can be used to monitor the technical condition of high-voltage linear insulators of overhead power lines.
Известен способ бесконтактного и дистанционного контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных высоковольтных линий электропередачи (патент RU 2359280 C2), включающий пассивный прием электромагнитного излучения частичных разрядов в ультракоротковолновом диапазоне (97,8 МГц) направленной антенной.There is a method of contactless and remote monitoring of the state of strings of insulators of overhead high-voltage power lines (patent RU 2359280 C2), including passive reception of electromagnetic radiation of partial discharges in the ultrashort-wave range (97.8 MHz) by a directional antenna.
Известен способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных изоляторов (патент RU 2679759 C1), пассивный прием электромагнитного излучения частичных разрядов в ультракоротковолновом диапазоне (550 МГц) узконаправленной антенной.The known method of non-contact remote diagnostics of the state of high-voltage insulators (patent RU 2679759 C1), passive reception of electromagnetic radiation of partial discharges in the ultra-short-wave range (550 MHz) with a narrowly directed antenna.
Известен способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных полимерных изоляторов (патент RU 2483315 C1), включающий пассивный прием электромагнитного и акустического излучений от частичных разрядов.The known method of non-contact remote diagnostics of the state of high-voltage polymer insulators (patent RU 2483315 C1), including passive reception of electromagnetic and acoustic radiation from partial discharges.
Особенностью указанных способов является то, что при проведении пассивного приема электромагнитного, акустического, инфракрасного излучений частичных разрядов блоки приема и обработки сигналов предлагается стационарно закреплять на некотором расстоянии от изолятора на земле вблизи опоры ВЛЭП.A feature of these methods is that when conducting passive reception of electromagnetic, acoustic, infrared radiation of partial discharges, it is proposed to permanently fix the receiving and processing units at a certain distance from the insulator on the ground near the overhead transmission line support.
Недостатком известных способов является расстояние от принимающей антенны до источника частичных разрядов (изолятора), которое составляет 10-15 метров. Подобные расстояния приемлемы для проведения контроля линейных изоляторов полимерных или керамических для воздушных линий электропередач класса напряжения не более 110 кВ, при этом находящихся в местностях проходимых для обслуживающего персонала или для специализированного автотранспорта.The disadvantage of the known methods is the distance from the receiving antenna to the source of partial discharges (insulator), which is 10-15 meters. Such distances are acceptable for monitoring polymer or ceramic linear insulators for overhead power transmission lines of voltage class not exceeding 110 kV, while being located in areas passable for service personnel or for specialized vehicles.
Например, для металлической опоры ВЛЭП типа У35, П35, ПС35 расстояние от нижней траверсы до земли составляет от 10 до 19,5 метров для анкерно-углового типа У35 и от 11 до 15 метров для промежуточной опоры типа П35, ПС35. Расстояние от нижней траверсы до земли металлических опор ВЛЭП типа УС110, У110, ПС 110, П 110, рассчитанных на класс напряжения 110 кВ, варьируется от 10,5 до 24,5 метров для анкерно-углового типа УС 110, У 110, и от 15 до 23 метров для промежуточной опоры типа ПС 110, П 110. Переходные опоры типа ПС 110, П 110 по указанному параметру варьируются от 37,5 до 60 метров. Выше приведены расстояния от нижней траверсы металлической опоры ВЛЭП до земли, для различных промышленно выпускаемых моделей анкерно-угловых, промежуточных и переходных опор. Для классов напряжения 220 кВ, 330 кВ, 550 кВ расстояние от нижней траверсы металлической опоры ВЛЭП до земли составляет: для анкерно-углового типа от 10,5 до 30 метров, для промежуточной опоры - от 15 до 42 метров, для переходной опоры - от 38 до 100 метров.For example, for a metal support of overhead transmission lines of the U35, P35, PS35 types, the distance from the lower traverse to the ground is from 10 to 19.5 meters for the U35 anchor-angle type and from 11 to 15 meters for the intermediate support of the P35, PS35 types. The distance from the lower traverse to the ground of the metal supports of overhead transmission lines of the US110, U110, PS 110, P 110 type, designed for the 110 kV voltage class, varies from 10.5 to 24.5 meters for the US 110, U 110 anchor-angle type, and from 15 to 23 meters for an intermediate support of the PS 110, P 110 type. Transitional supports of the PS 110, P 110 type, according to the specified parameter, vary from 37.5 to 60 meters. Above are the distances from the lower traverse of the metal support of the overhead transmission line to the ground, for various industrially produced models of anchor-angular, intermediate and transitional supports. For voltage classes 220 kV, 330 kV, 550 kV, the distance from the lower traverse of the metal support of the overhead transmission line to the ground is: for the anchor-angle type from 10.5 to 30 meters, for the intermediate support - from 15 to 42 meters, for the transition support - from 38 to 100 meters.
Согласно данным ПАО «Россети» протяженность ВЛЭП России составляет 133322,5 км. Из них 73514,1 км - для класса напряжения 220 кВ, 42742 км - для класса напряжения 500 кВ, 10486,6 км - для класса напряжения 330 кВ, 3679,3 км - для класса напряжения 750 кВ, 1953,4 км - для класса напряжения 110 (150) кВ и ниже, 947,1 км - для класса напряжения 1150 кВ.According to Rosseti PJSC, the length of the Russian OHTL is 133322.5 km. Of these, 73514.1 km - for a voltage class of 220 kV, 42742 km - for a voltage class of 500 kV, 10486.6 km - for a voltage class of 330 kV, 3679.3 km - for a voltage class of 750 kV, 1953.4 km - for voltage class 110 (150) kV and below, 947.1 km - for voltage class 1150 kV.
Таким образом, приведенные выше способы являются малоэффективными для решения задачи контроля высоковольтных линейных изоляторов для широкого класса ВЛЭП, а также для ВЛЭП, находящихся в труднодоступных местах.Thus, the above methods are ineffective for solving the problem of monitoring high-voltage linear insulators for a wide class of overhead transmission lines, as well as for overhead transmission lines located in hard-to-reach places.
Известно устройство для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи (RU 140278 U1), содержащее последовательно соединенные антенну, принимающую электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, блок регистрации полезного сигнала и блок индикации полезного сигнала, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с блоком регистрации полезного сигнала, а выход - с блоком индикации полезного сигнала, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с блоком регистрации полезного сигнала, при этом антенна, принимающая электромагнитное излучение от гирлянд изоляторов, выполнена в виде полуволновой антенны, блок регистрации полезного сигнала выполнен в виде широкополосного приемника с настраиваемой центральной частотой в диапазоне частот до 1500 МГц и полосой пропускания 3 МГц, блок индикации полезного сигнала представляет собой переносной компьютер, выполненный с возможностью настройки указанной центральной частоты широкополосного приемника, записи сигналов электромагнитного излучения частичных разрядов на жесткий диск и построения амплитудно-частотного спектра сигналов частичных разрядов.There is a known device for monitoring the condition of strings of insulators of overhead power lines (RU 140278 U1), which contains a series-connected antenna that receives electromagnetic radiation from strings of insulators, a useful signal registration unit and a useful signal indication unit, an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the useful registration unit. signal, and the output - with a useful signal display unit, the output of which is connected to an analog-to-digital converter, the output of the analog-to-digital converter is connected to a useful signal registration unit, while the antenna receiving electromagnetic radiation from the insulator strings is made in the form of a half-wave antenna, the unit useful signal registration is made in the form of a broadband receiver with a tunable center frequency in the frequency range up to 1500 MHz and a bandwidth of 3 MHz, the useful signal indication unit is a laptop configured the central frequency of the broadband receiver, recording the partial discharge electromagnetic radiation signals to the hard disk and constructing the amplitude-frequency spectrum of the partial discharge signals.
Недостатком известного устройства для контроля состояния гирлянд изоляторов воздушных линий электропередачи (RU 14027 8U1) являются:The disadvantage of the known device for monitoring the state of strings of insulators of overhead power lines (RU 14027 8U1) are:
Во-первых, ограниченный диапазон измеряемых излучений частичных разрядовFirst, the limited range of measurable partial discharge emissions
Во-вторых, расстояние, с которого указанным устройством предлагается осуществлять контроль состояния гирлянды изоляторов, так для линии 110 кВ расстояние составляет 10 метров.Secondly, the distance from which the specified device is proposed to monitor the state of the string of insulators, so for a 110 kV line, the distance is 10 meters.
В-третьих, в устройстве не предусмотрен способ регистрации фазы напряжения промышленной сети, измеряемого изолятораThirdly, the device does not provide a method for registering the phase of the voltage of the industrial network, the measured insulator
Наиболее близким аналогом, к заявляемому способу, является способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных полимерных изоляторов (по патенту RU 2566391 C1), включающий пассивный прием электромагнитного и инфракрасного излучений от частичных разрядов, синхронизацию электромагнитных и ИК сигналов с фазой высокого напряжения, накопление их по узким фазовым интервалам. При этом электромагнитным приемником регистрируют сигналы излучения от внутренних частичных разрядов, а ИК приемником регистрируют сигналы от поверхностных частичных разрядов.The closest analogue to the claimed method is a method for non-contact remote diagnostics of the state of high-voltage polymer insulators (according to patent RU 2566391 C1), including passive reception of electromagnetic and infrared radiation from partial discharges, synchronization of electromagnetic and IR signals with a high voltage phase, their accumulation along narrow phase intervals. In this case, radiation signals from internal partial discharges are recorded by an electromagnetic receiver, and signals from surface partial discharges are recorded by an IR receiver.
Недостатками наиболее близкого аналога к заявляемому способу являются,The disadvantages of the closest analogue to the claimed method are,
во-первых, ограниченный диапазон регистрируемых излучений частичных разрядов.firstly, the limited range of registered partial discharge emissions.
Во-вторых, расстояние бесконтактного дистанционного способа контроля ограничено тем, что блоки приема и обработки сигналов согласно способу прототипу скомпонованы в одном устройстве либо соединены проводным соединением, таким образом, существует необходимость поднесения устройства на некоторое расстояние порядка 10-15 метров к высоковольтному линейному изолятору, с которого возможно проведение измерений. С учетом типовых конструкций ВЛЭП, осуществить данное требование возможно, используя, например изолирующую штангу, однако для широкого класса линий электропередач классом напряжения выше 110 кВ проведение измерений согласно способу прототипу невозможно, даже с использованием изолирующей штанги, по причине высоты конструкции, а так же в ряде случаев, когда ВЛЭП расположена в труднодоступной местности.Secondly, the distance of the contactless remote control method is limited by the fact that the signal receiving and processing units according to the prototype method are arranged in one device or connected by a wired connection, thus, there is a need to bring the device at a certain distance of the order of 10-15 meters to the high-voltage linear insulator. from which it is possible to carry out measurements. Taking into account the typical structures of overhead transmission lines, it is possible to fulfill this requirement using, for example, an insulating rod, however, for a wide class of power lines with a voltage class above 110 kV, measurements according to the prototype method are impossible, even with the use of an insulating rod, due to the height of the structure, as well as in in a number of cases when the overhead transmission line is located in hard-to-reach areas.
В-третьих, недостатком является, то, что в способе не предусмотрен контроль расстояния от принимающей аппаратуры до объекта контроля (изолятора). Так, при проведении периодического контроля технического состояния изоляторов согласно способу прототипу, каждое измерение по расстоянию будет отличаться от предыдущего. Таким образом, без контроля расстояния между датчиками регистрации излучений частичных разрядов и источником частичных разрядов, объектом контроля (изолятором), невозможно проведение объективного контроля технического состояния объекта контроля.Thirdly, the disadvantage is that the method does not provide for monitoring the distance from the receiving equipment to the controlled object (isolator). So, when carrying out periodic monitoring of the technical condition of insulators according to the prototype method, each measurement in distance will differ from the previous one. Thus, without monitoring the distance between the sensors for registering partial discharge radiation and the source of partial discharges, the object of control (insulator), it is impossible to carry out an objective control of the technical condition of the object under control.
В-четвертых, измерения излучения поверхностных разрядов в ИК диапазоне согласно способу прототипу проводятся таким образом, что расстояние от объекта контроля (изолятора) до ИК-приемника составляет десятки метров, кроме того объект контроля находится под некоторым углом относительно ИК-датчика, расположенного на поверхности земли. Известно, что существенное значение при ИК-контроле имеет расстояние до контролируемого объекта ввиду рассеяния и поглощения ИК-излучения в атмосфере за счет тумана, снега и других факторов. Особенно это влияние сказывается при использовании тепловизоров, работающих в спектральном диапазоне 2-5 мкм. При использовании пирометров необходимо, чтобы площадь наблюдения по возможности соответствовала площади контролируемого объекта. В противном случае на результаты измерения будет оказывать влияние температура окружающей среды [Методы и средства диагностики высоковольтного оборудования: учеб. пособие / В.А. Шахнин; Владим. гос.ун-т им.А.Г. и Н.Г. Столетовых. - Владимир: Изд-во ВлГУ, 2018. - 99 с. - ISBN 978-5-9984-0868-7]. Таким образом, при регистрации ИК-излучения частичных разрядов, необходимо, чтобы в апертуре ИК-датчика преимущественно находилась поверхность контролируемого изолятора.Fourthly, measurements of the radiation of surface discharges in the IR range according to the prototype method are carried out in such a way that the distance from the control object (insulator) to the IR receiver is tens of meters, in addition, the control object is at a certain angle relative to the IR sensor located on the surface land. It is known that the distance to the controlled object is of significant importance in IR control due to the scattering and absorption of IR radiation in the atmosphere due to fog, snow and other factors. This effect is especially pronounced when using thermal imagers operating in the spectral range of 2-5 microns. When using pyrometers, it is necessary that the observation area, if possible, correspond to the area of the controlled object. Otherwise, the measurement results will be influenced by the ambient temperature [Methods and tools for diagnostics of high-voltage equipment: textbook. allowance / V.A. Shakhnin; Vladim. State University named after A.G. and N.G. Stoletovs. - Vladimir: Publishing house of VlSU, 2018 .-- 99 p. - ISBN 978-5-9984-0868-7]. Thus, when registering infrared radiation of partial discharges, it is necessary that the surface of the insulator to be controlled is predominantly located in the aperture of the infrared sensor.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является беспилотное летательное устройство для мониторинга высоковольтных линий электропередачи (RU 177254 U1), содержащее конструктивно связанные беспилотный летательный аппарат, выполненный с возможностью вертикального взлета и посадки, включающий систему управления, связанную с источником питания, инерциальной навигационной системой, приемником GPS/ГЛОНАСС и бортовым вычислителем, приемо-передающий блок, соединенный с системой управления, бортовым вычислителем и блоком питания, причем приемо-передающий блок выполнен с возможностью обмена данными с удаленным пунктом управления и систему авианаблюдения, которая включает ультрафиолетовый пеленгатор, видеокамеру, инфракрасную камеру, связанные с бортовым вычислителем, который выполнен с возможностью соединения со съемным носителем информации, а ультрафиолетовый пеленгатор выполнен на основе фотоприемного модуля, включающего электронно-оптический преобразователь и модульную камеру наблюдения на основе матрицы.The closest technical solution to the claimed device is an unmanned aerial device for monitoring high-voltage power lines (RU 177254 U1), containing structurally connected unmanned aerial vehicle, capable of vertical take-off and landing, including a control system associated with a power source, an inertial navigation system, a GPS / GLONASS receiver and an on-board computer, a transceiver unit connected to the control system, an on-board computer and a power supply unit, and the transceiver unit is configured to exchange data with a remote control point and an aircraft surveillance system, which includes an ultraviolet direction finder, a video camera, an infrared a camera connected to an on-board computer, which is configured to be connected to a removable storage medium, and the ultraviolet direction finder is made on the basis of a photodetector module, including an electro-optical converter and a modular matrix based surveillance camera.
Недостатком наиболее близкого технического решения являются ограниченные возможности контроля ВЛЭП: наиболее перспективно применение указанного устройства для проведения контроля коронных разрядов за счет использования ультрафиолетового пеленгатора.The disadvantage of the closest technical solution is the limited possibilities of monitoring overhead power lines: the most promising application of this device for monitoring corona discharges through the use of an ultraviolet direction finder.
Отсутствие комбинированного подхода, при котором кроме ИК излучения используется регистрация акустического и УКВ, является недостатком при использовании данного устройства для контроля линейных высоковольтных изоляторов ВЛЭП.The lack of a combined approach, in which, in addition to infrared radiation, registration of acoustic and VHF is used, is a disadvantage when using this device to control linear high-voltage insulators of overhead transmission lines.
Недостатком является, то, что устройство не регистрирует фазу высокого напряжения.The disadvantage is that the device does not register the high voltage phase.
Таким образом, использование беспилотного летательного устройства для мониторинга высоковольтных линий электропередачи невозможно для бесконтактного дистанционного контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов ВЛЭП по излучению частичных разрядов.Thus, the use of an unmanned aerial vehicle for monitoring high-voltage power transmission lines is impossible for non-contact remote monitoring of the technical condition of high-voltage linear insulators of overhead transmission lines by radiation of partial discharges.
До настоящего времени, как следует из проработанных нами источников информации, не предложено каких-либо способов или устройств, позволяющих осуществлять дистанционный контроль линейных изоляторов ВЛЭП классом 35-330 кВ с использованием беспилотных летательных аппаратов по излучению частичных разрядов.Until now, as follows from the information sources that we have worked out, no methods or devices have been proposed that allow remote monitoring of linear insulators of overhead power lines of 35-330 kV class using unmanned aerial vehicles for radiation of partial discharges.
Технический результат предлагаемого способа заключается в улучшении отношения сигнал-шум, регистрируемых ИК и УКВ излучений частичных разрядов, в увеличении диапазона регистрируемых излучений частичных разрядов, в увеличении расстояния бесконтактного дистанционного способа контроля, в повышении безопасности контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП, в повышении стабильности измерений излучений частичных разрядов, при проведении периодического контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП по излучениям частичных разрядов, в увеличении диагностических возможностей контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП любого класса напряжений, а так же ВЛЭП расположенных в труднодоступных местностях.The technical result of the proposed method consists in improving the signal-to-noise ratio of the registered IR and VHF partial discharge radiation, in increasing the range of registered partial discharge radiation, in increasing the distance of the contactless remote control method, in increasing the safety of monitoring the technical condition of overhead power transmission line insulators, in increasing the stability of radiation measurements partial discharges, when carrying out periodic monitoring of the technical condition of insulators of overhead transmission lines by partial discharge radiation, in increasing the diagnostic capabilities of monitoring the technical condition of insulators of overhead transmission lines of any voltage class, as well as overhead transmission lines located in hard-to-reach areas.
Технический результат устройства заключается в увеличении диапазона регистрируемых излучений частичных разрядов, в повышении стабильности измерений излучений частичных разрядов, при проведении периодического контроля технического состояния изоляторов ВЛЭП по излучениям частичных разрядовThe technical result of the device is to increase the range of recorded radiation of partial discharges, to increase the stability of measurements of radiation of partial discharges, when carrying out periodic monitoring of the technical condition of insulators of overhead transmission lines for radiation of partial discharges
Технический результат способа достигается тем, что датчики регистрации излучений частичных разрядов связаны с блоком обработки данных по каналу радиосвязи, что проводится одновременная регистрация ИК, УКВ и акустического излучений частичных, синхронизировано с фазой высокого напряжения промышленной сети, дополнительно регистрируется фото-видео изображение исследуемого изолятора, а так же тем, что регистрация излучений частичных разрядов в ИК, УКВ и акустическом диапазонах, фаз высокого напряжения промышленной сети, фото-видео изображений исследуемого изолятора осуществляется датчиками регистрации, установленными на БПЛА, что периодические измерения излучений частичных разрядов для однотипных по классу напряжения изоляторов проводятся с одинакового расстояния, что регистрация излучений частичных разрядов проводится на таком расстоянии, что в апертуре датчиков регистрации сигналов частичных разрядов находится преимущественно поверхность исследуемого линейного изолятора, а так же тем, что информация, полученная ИК датчиком, УКВ датчиком, акустическим датчиком, датчиком фазы, датчиком расстояния, датчиком фото-видео фиксации передается по каналу радиосвязи на наземный мобильный блок управления и обработки данных, располагающийся на безопасном расстоянии от ВЛЭП.The technical result of the method is achieved by the fact that the sensors for the registration of partial discharge radiation are connected to the data processing unit via a radio communication channel, which simultaneously records IR, VHF and acoustic partial emissions, synchronized with the high voltage phase of the industrial network, additionally recorded a photo and video image of the insulator under study, and also by the fact that the registration of partial discharge radiation in the IR, VHF and acoustic ranges, high voltage phases of the industrial network, photo and video images of the insulator under study is carried out by registration sensors installed on the UAV, that periodic measurements of partial discharge radiation for insulators of the same voltage class are carried out from the same distance so that the registration of partial discharge radiation is carried out at such a distance that the surface of the investigated linear insulator is located in the aperture of the sensors for recording the partial discharge signals, as well as the fact that information received by the IR sensor, VHF sensor, acoustic sensor, phase sensor, distance sensor, photo-video fixation sensor is transmitted via radio communication to a ground mobile control and data processing unit located at a safe distance from the overhead transmission line.
Использование БПЛА совместно с датчиком расстояния позволяет позиционировать датчики регистрации излучений частичных разрядов на таком расстоянии от изолятора, что в апертуре датчиков регистрации излучений частичных разрядов находится преимущественно поверхность изолятора, благодаря чему снижается влияние сторонних сигналов, шумов и фоновых излучений и достигается максимальная направленность приема излучений частичных разрядов в УКВ, ИК и акустическом диапазонах, что улучшает отношение сигнал-шум и обеспечивает стабильность периодических измерений, регистрируемого излучения. Кроме того, использование БПЛА с конструктивно закрепленными на нем датчиками регистрации излучений частичных передающими информацию по каналу радиосвязи на наземный мобильный блок управления и обработки данных увеличивает общее расстояние бесконтактного дистанционного способа контроля. Регистрация излучений частичных разрядов УКВ, ИК и акустическим датчиками, и регистрация фаз напряжения промышленной сети датчиком фазы осуществляется одновременно, что также улучшает отношение сигнал-шум и позволяет проводить дальнейшую синхронизацию зарегистрированных излучений частичных разрядов с фазой высокого напряжения промышленной сети. Дополнительно проводится регистрация фотовидео изображения высоковольтного линейного изолятора, что дополнительно увеличивает диагностические возможности контроля изоляторов ВЛЭП. Информация, полученная ИК датчиком, УКВ датчиком, акустическим датчиком, датчиком фазы, датчиком расстояния, датчиком фото-видео фиксации передается по каналу радиосвязи на наземный мобильный блок управления и обработки данных, располагающийся на безопасном расстоянии, например, на границе охранной зоны ВЛЭП, что улучшает безопасность контроля. Конструктивное закрепление ИК датчика, УКВ датчика, акустического датчика, датчика фазы напряжения, датчика расстояния, датчика фотовидео фиксации на БПЛА а так же, то что вся информация, зарегистрированная ИК датчиком, УКВ датчиком, акустическим датчиком, датчиком фазы напряжения, датчиком расстояния, датчиком фото-видео фиксации передается по каналу радиосвязи на наземный мобильный блок управления и обработки данных, позволяет увеличить диагностические возможности контроля линейных высоковольтных изоляторов для ВЛЭП любого класса напряжений, а так же для ВЛЭП расположенных в труднодоступных местностях.The use of a UAV in conjunction with a distance sensor allows positioning the sensors for detecting partial discharge radiation at such a distance from the insulator that the insulator surface is predominantly located in the aperture of the detectors for detecting partial discharge radiation, thereby reducing the influence of third-party signals, noise and background radiation and achieving the maximum directionality of receiving partial radiation discharges in VHF, IR and acoustic ranges, which improves the signal-to-noise ratio and ensures the stability of periodic measurements of the recorded radiation. In addition, the use of a UAV with structurally fixed sensors for detecting partial radiation transmitting information via a radio communication channel to a ground mobile control and data processing unit increases the total distance of the contactless remote control method. The registration of partial discharge emissions by VHF, IR and acoustic sensors, and the registration of the voltage phases of the industrial network by the phase sensor is carried out simultaneously, which also improves the signal-to-noise ratio and allows further synchronization of the registered emissions of partial discharges with the high-voltage phase of the industrial network. Additionally, a photo and video image of a high-voltage linear insulator is recorded, which additionally increases the diagnostic capabilities of monitoring overhead power transmission line insulators. Information received by an IR sensor, a VHF sensor, an acoustic sensor, a phase sensor, a distance sensor, a photo-video fixation sensor is transmitted via a radio communication channel to a ground mobile control and data processing unit located at a safe distance, for example, on the border of the security zone of an overhead transmission line, which improves control safety. Structural fixing of the IR sensor, VHF sensor, acoustic sensor, voltage phase sensor, distance sensor, photo-video fixation sensor on the UAV, as well as the fact that all information recorded by the IR sensor, VHF sensor, acoustic sensor, voltage phase sensor, distance sensor, sensor photo-video recording is transmitted via a radio channel to a ground-based mobile control and data processing unit, which makes it possible to increase the diagnostic capabilities of monitoring linear high-voltage insulators for overhead transmission lines of any voltage class, as well as for overhead transmission lines located in hard-to-reach areas.
Технический результат устройства достигается тем, чтоThe technical result of the device is achieved by the fact that
Что устройство для бесконтактного дистанционного контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов воздушных линий электропередач, содержащее конструктивно связанные БПЛА, включающий: спутниковою систему навигации, инерциальные датчики, полетный контроллер, приемо-передающий блок, связанный по каналу радиосвязи с наземным мобильным блоком управления и обработки данных, источник питания, и блок мониторинга, который включает ИК датчик, датчик фото-видео фиксации, связанные с микрокомпьютером, отличающееся тем, что согласно полезной модели дополнительно в блок мониторинга введены: УКВ датчик, акустический датчик, датчик фазы напряжения, датчик расстояния, а так же тем, что БПЛА выполнен по вертолетной схеме с четырьмя или более несущими винтами.That a device for non-contact remote monitoring of the technical condition of high-voltage linear insulators of overhead power lines, containing structurally connected UAVs, including: a satellite navigation system, inertial sensors, a flight controller, a receiving-transmitting unit connected via a radio communication channel with a ground mobile control and data processing unit, a power supply, and a monitoring unit, which includes an IR sensor, a photo-video fixation sensor connected with a microcomputer, characterized in that, according to the utility model, the following are additionally introduced into the monitoring unit: a VHF sensor, an acoustic sensor, a voltage phase sensor, a distance sensor, and so on the same in that the UAV is made according to the helicopter scheme with four or more rotors.
Сущность способа бесконтактного дистанционного контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов воздушных линий электропередач поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена принципиальная схема устройства.The essence of the method for contactless remote monitoring of the technical condition of high-voltage linear insulators of overhead power lines is illustrated by a drawing (Fig. 1), which shows a schematic diagram of the device.
Цифрами на чертеже обозначены: 1 - блок мониторинга, содержащий ИК датчик, УКВ датчик, акустический датчик, датчик фазы напряжения, датчик фото-видео фиксации, датчик расстояния; 2 - малогабаритный беспилотный летательный аппарат с возможностью поддержания нулевых вертикальной и горизонтальной скоростей, т.е. с возможностью «зависания» в воздухе (БПЛА); 3 - наземный мобильный блок управления и обработки данных; 4 - канал радиосвязи БПЛА и блока мониторинга с наземным мобильным блоком управления и обработки данных; 5 - апертура ИК и УКВ датчиков; 6 - расстояние между блоком мониторинга и линейным изолятором; 7, 8, 9 - линейные изоляторы; 10 - высота линейного изолятора (изоляционная высота); 11 - расстояние от земли до нижней траверсы опоры ВЛЭП; 12 - ширина запрещенной зоны вблизи ВЛЭП; 13 - металлическая одноцепная опора ВЛЭП анкерно-углового типа; 14 - поверхность земли.The numbers in the drawing indicate: 1 - a monitoring unit containing an IR sensor, a VHF sensor, an acoustic sensor, a voltage phase sensor, a photo-video fixation sensor, a distance sensor; 2 - a small-sized unmanned aerial vehicle with the ability to maintain zero vertical and horizontal speeds, i.e. with the possibility of "hovering" in the air (UAV); 3 - ground mobile control and data processing unit; 4 - radio communication channel of the UAV and the monitoring unit with a ground mobile control and data processing unit; 5 - aperture of IR and VHF sensors; 6 - distance between the monitoring unit and the line insulator; 7, 8, 9 - line insulators; 10 - the height of the line insulator (insulation height); 11 - distance from the ground to the lower traverse of the overhead transmission line support; 12 - the width of the forbidden zone near the overhead transmission line; 13 - metal single-circuit support of overhead transmission line of anchor-angle type; 14 - the surface of the earth.
Сущность устройства для бесконтактного дистанционного контроля технического состояния высоковольтных линейных изоляторов воздушных линий электропередач поясняется чертежом (фиг. 2), на котором представлена структурная электрическая схема.The essence of the device for contactless remote monitoring of the technical condition of high-voltage linear insulators of overhead power lines is illustrated by a drawing (Fig. 2), which shows a structural electrical diagram.
Цифрами на чертеже обозначены: 1 -блок мониторинга, содержащий: 21 - датчик расстояния, 22 - датчик фото-видео фиксации, 23 - ИК датчик, 24- акустический датчик, 25 - УКВ датчик, 26 - датчик фазы напряжения, 27 - микроконтроллер (МК) акустического датчика, 28 - масштабирующее устройство (МУ) УКВ датчика, 29 -масштабирующее устройство (МУ) датчика фазы напряжения, 30 - микроконтроллер масштабирующего устройства УКВ датчика, 31 - микроконтроллер масштабирующего устройства датчика фазы напряжения, 32 - микрокомпьютер; 2 - БПЛА, выполненный по вертолетной схеме с четырьмя и более несущими винтами, конструктивно связанный с блоком мониторинга (1), содержащий: 15 - источник питания (ИП); 16 - инерциальные датчики; 17 - систему спутниковой навигации (ССН); 18 - полетный контроллер; 19 -несущие винты; 20- приемо-передающий блок; 3 - наземный мобильный блок управления и обработки данных (блок управления и обработки данных), связанный с БПЛА (2) и блоком мониторинга (1) по каналу радиосвязи (4), содержащий: 20 - приемо-передающий блок; 33 - ЭВМ; 34 - монитор; 35 - устройства ввода-вывода.The numbers in the drawing indicate: 1 - monitoring unit containing: 21 - distance sensor, 22 - photo-video fixation sensor, 23 - IR sensor, 24 - acoustic sensor, 25 - VHF sensor, 26 - voltage phase sensor, 27 - microcontroller ( MK) of the acoustic sensor, 28 - scaling device (MU) of the VHF sensor, 29 - scaling device (MU) of the voltage phase sensor, 30 - microcontroller of the scaling device of the VHF sensor, 31 - microcontroller of the scaler of the voltage phase sensor, 32 - microcomputer; 2 - UAV made according to the helicopter scheme with four or more rotors, structurally connected with the monitoring unit (1), containing: 15 - power source (PS); 16 - inertial sensors; 17 - satellite navigation system (SSS); 18 - flight controller; 19 -carrying screws; 20- receiving and transmitting unit; 3 - ground mobile control and data processing unit (control and data processing unit) connected to the UAV (2) and the monitoring unit (1) via the radio communication channel (4), containing: 20 - transceiver unit; 33 - computer; 34 - monitor; 35 - input-output devices.
Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных линейных изоляторов осуществляют посредством следующих операций.The method of non-contact remote diagnostics of the state of high-voltage linear insulators is carried out by means of the following operations.
Согласно паспорту опоры ВЛЭП (13) определяют класс напряжения, тип и, соответственно, линейные размеры изолятора (7). В соответствии с линейным размерами изолятора (7) и апертурами (6) ИК и УКВ датчиков, расположенных в блоке мониторинга (1), с помощью датчика расстояния, расположенного в блоке мониторинга (1), БПЛА (2) выводится на такое расстояние (6), что в апертуре (5) датчиков регистрации ИК, УКВ излучений частичных разрядов находится преимущественно поверхность исследуемого линейного изолятора (7). Затем БПЛА (2) зависает в воздухе на заданном расстоянии (6) от изолятора. После одновременно УКВ, ИК, акустическим датчиками проводится узконаправленная регистрация электромагнитного излучения частичных разрядов в УКВ диапазоне, регистрируется распределение температуры на поверхности изолятора в ИК диапазоне, регистрируется акустическое излучение частичных разрядов в ультразвуковом диапазоне, и датчиком фазы напряжения проводится регистрация ЭДС создаваемой фазами высокого напряжения (7, 8, 9), при этом датчиком фото-видео фиксации, регистрируется фото-видео изображение изолятора. Информация, полученная ИК датчиком, УКВ датчиком, акустическим датчиком, датчиком фазы, датчиком расстояния, датчиком фото-видео фиксации передается по каналу радиосвязи (4) на наземный мобильный блок управления и обработки данных (3). Блок (3) позволяет управлять блоком мониторинга (1) и БПЛА (2) и получать всю информацию со всех датчиков имеющихся в блоке (1) и БПЛА (2). С учетом того, что опоры ВЛЭП (13) имеют типовые конструкции, расстояния между изоляторами фаз напряжения (7,8,9) являются известной величиной. Таким образом, существует возможность задания всех пространственных координат и размеров (10) линейных изоляторов, и, соответственно, автоматизации процесса диагностики изоляторов ВЛЭП.According to the passport of the overhead transmission line support (13), the voltage class, type and, accordingly, the linear dimensions of the insulator (7) are determined. In accordance with the linear dimensions of the insulator (7) and the apertures (6) of the IR and VHF sensors located in the monitoring unit (1), using a distance sensor located in the monitoring unit (1), the UAV (2) is brought to such a distance (6 ) that in the aperture (5) of the sensors for recording IR, VHF partial discharge radiation, there is mainly the surface of the investigated linear insulator (7). Then the UAV (2) hovers in the air at a given distance (6) from the insulator. After simultaneously VHF, IR, acoustic sensors carry out narrowly directed registration of electromagnetic radiation of partial discharges in the VHF range, the temperature distribution on the surface of the insulator in the IR range is recorded, acoustic radiation of partial discharges in the ultrasonic range is recorded, and the voltage phase sensor records the EMF created by high voltage phases ( 7, 8, 9), while the photo-video fixation sensor records a photo-video image of the isolator. The information received by the IR sensor, VHF sensor, acoustic sensor, phase sensor, distance sensor, photo-video fixation sensor is transmitted via a radio communication channel (4) to a ground mobile control and data processing unit (3). Block (3) allows you to control the monitoring unit (1) and UAV (2) and receive all information from all sensors available in the unit (1) and UAV (2). Taking into account the fact that the overhead power transmission line supports (13) have standard designs, the distances between the voltage phase insulators (7,8,9) are a known value. Thus, it is possible to set all spatial coordinates and dimensions (10) of linear insulators, and, accordingly, automate the process of diagnostics of overhead power transmission line insulators.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
При подготовке устройства к работе в программное обеспечение блока управления и обработки данных (3) вносится информация об объекте исследования согласно паспорту опоры ВЛЭП: линейные размеры изолятора (7), его тип, параметры опоры ВЛЭП (13, фиг. 1).When preparing the device for operation, information about the object of study is entered into the software of the control and data processing unit (3) according to the passport of the overhead transmission line support: the linear dimensions of the insulator (7), its type, parameters of the overhead transmission line support (13, Fig. 1).
Питание всех блоков БПЛА (2) и всех блоков блока мониторинга (1) осуществляется источником питания (15). Во время полета БПЛА (2) инерциальные датчики (16) и система спутниковой навигации (17) непрерывно передают информацию на полетный контроллер (18), который частично или полностью управляет полетом и стабилизирует его, передавая управляющие сигналы на несущие винты (19). Связь БПЛА (2) и блока мониторинга (1) с наземным мобильным блоком управления и обработки данных (3) осуществляется радиотелеметрическим способом по каналу радиосвязи (4), с помощью приемо-передающего блока (20) конструктивно расположенного в корпусе БПЛА (2) и приемо-передающего блока (20) конструктивно расположенного в блоке управления и обработки данных (3).All UAV units (2) and all monitoring unit units (1) are powered by a power source (15). During the flight of the UAV (2), inertial sensors (16) and the satellite navigation system (17) continuously transmit information to the flight controller (18), which partially or completely controls the flight and stabilizes it by transmitting control signals to the rotor (19). Communication of the UAV (2) and the monitoring unit (1) with the ground mobile control and data processing unit (3) is carried out by radiotelemetry via the radio communication channel (4), using the transceiver unit (20) structurally located in the UAV housing (2) and the receiving-transmitting unit (20) structurally located in the control and data processing unit (3).
БПЛА (2), управляемый оператором через блок управления и обработки данных (3), осуществляет вертикальный взлет на высоту приблизительно равную высоте расположения изоляторов на опоре ВЛЭП (13, фиг. 1).The UAV (2), controlled by the operator through the control and data processing unit (3), performs a vertical take-off to a height approximately equal to the height of the location of the insulators on the overhead transmission line support (13, Fig. 1).
После вертикального взлета БПЛА (2), Оператор получает потоковое видео изображение с датчика фото-видео фиксации (22) на блок управления и обработки данных (3), основываясь на потоковом видео изображении, оператор подводит БПЛА (2) в зону видимости датчика расстояния (21).After vertical take-off of the UAV (2), the Operator receives a streaming video image from the photo-video fixation sensor (22) to the control and data processing unit (3), based on the streaming video image, the operator brings the UAV (2) into the visibility zone of the distance sensor ( 21).
После подлета БПЛА (2) в зону видимости датчика расстояния (21), оператор включает автоматический режим полета БПЛА (2).After the UAV (2) approaches the visibility zone of the distance sensor (21), the operator turns on the automatic UAV flight mode (2).
После включения автоматического режима полета БПЛА (2), полетный контроллер (18) полностью принимает на себя управление БПЛА (2). Полетный контроллер (18), основываясь на информации, полученной с датчика расстояния (21), позиционирует БПЛА (2) на таком расстоянии (6, фиг. 1) от исследуемого линейного изолятора (7, фиг. 1), что в апертуре (5, фиг. 1) ИК датчика (23) и УКВ датчика (25) преимущественно находится поверхность исследуемого изолятора (7, фиг. 1).After turning on the automatic flight mode of the UAV (2), the flight controller (18) fully takes over the control of the UAV (2). The flight controller (18), based on the information received from the distance sensor (21), positions the UAV (2) at such a distance (6, Fig. 1) from the investigated linear insulator (7, Fig. 1) that in the aperture (5 , Fig. 1) IR sensor (23) and VHF sensor (25), mainly the surface of the investigated insulator (7, Fig. 1) is located.
После позиционирования БПЛА (2) полетный контроллер (18) начинает поддерживать расстояние (6, фиг. 1) постоянным, т.е. осуществляет режим зависания.After positioning the UAV (2), the flight controller (18) begins to maintain the distance (6, Fig. 1) constant, i.e. implements the hover mode.
Когда БПЛА (2) завис на требуемом расстоянии (6, фиг. 1), оператор с блока управления и обработки данных (3) запускает режим сканирования.When the UAV (2) hovers at the required distance (6, Fig. 1), the operator starts the scanning mode from the control and data processing unit (3).
Режим сканирования заключается в следующем:The scan mode is as follows:
Управляющий сигнал с приемо-передающего блока (20) поступает на микрокомпьютер (32).The control signal from the receiving-transmitting unit (20) is fed to the microcomputer (32).
Микрокомпьютер (32) осуществляет управление датчиком фото-видео фиксации (22), ИК датчиком (23), микроконтроллером акустического датчика (27), микроконтроллером масштабирующего устройства УКВ датчика (30), микроконтроллером масштабирующего устройства датчика фазы напряжения (31).The microcomputer (32) controls the photo-video fixation sensor (22), the IR sensor (23), the microcontroller of the acoustic sensor (27), the microcontroller of the VHF sensor scaling device (30), the microcontroller of the scaler of the voltage phase sensor (31).
Микрокомпьютер (32) одновременно запускает ИК датчик (23), микроконтроллер акустического датчика (27), микроконтроллер масштабирующего устройства УКВ датчика (30), микроконтроллер масштабирующего устройства датчика фазы напряжения (31).The microcomputer (32) simultaneously starts the IR sensor (23), the acoustic sensor microcontroller (27), the VHF sensor scaler microcontroller (30), the voltage phase sensor scaler microcontroller (31).
Датчик фото-видео фиксации (22) выполняет регистрацию фото-видео изображений исследуемого изолятора (7, фиг. 1).The photo-video fixation sensor (22) records photo-video images of the investigated insulator (7, Fig. 1).
ИК датчик (23), регистрирует распределение температуры на поверхности изолятора (7, фиг. 1), получает телевизионное изображение поверхности изолятора (7, фиг. 1), информация с ИК датчика (23) записываются в памяти микрокомпьютера (32), микрокомпьютер (32) передает изображения на блок управления и обработки данных через приемо-передающий блок (20) по каналу радиосвязи (4).The IR sensor (23) registers the temperature distribution on the surface of the insulator (7, Fig. 1), receives a television image of the surface of the insulator (7, Fig. 1), information from the IR sensor (23) is recorded in the memory of the microcomputer (32), the microcomputer ( 32) transmits images to the control and data processing unit through the transceiver unit (20) via the radio communication channel (4).
УКВ датчик (25) регистрирует электромагнитное излучение частичных разрядов в УКВ диапазоне, аналоговый сигнал с выходов УКВ датчика (25) поступает на вход масштабирующего устройства (28), управляемого микроконтроллером (30), которое согласовывает амплитуду входного сигнала с динамическим диапазоном микроконтроллера (30), микроконтроллер (30), управляемый микрокомпьютером (32), преобразовывает аналоговый сигнал, поступающий с масштабирующего устройства (29), в цифровой с заданной дискретизацией сигнала по времени с одновременным квантованием по уровню, микроконтроллер (30) передает оцифрованный сигнал с УКВ датчика на микрокомпьютер (32), микрокомпьютер (32) передает оцифрованный сигнал с УКВ датчика на блок управления и обработки данных (3) через приемо-передающий блок (20) по каналу радиосвязи (4).The VHF sensor (25) registers the electromagnetic radiation of partial discharges in the VHF range, the analog signal from the outputs of the VHF sensor (25) enters the input of a scaler (28) controlled by a microcontroller (30), which matches the amplitude of the input signal with the dynamic range of the microcontroller (30) , the microcontroller (30), controlled by the microcomputer (32), converts the analog signal coming from the scaler (29) into a digital one with a given signal sampling in time with simultaneous level quantization, the microcontroller (30) transmits the digitized signal from the VHF sensor to the microcomputer (32), the microcomputer (32) transmits the digitized signal from the VHF sensor to the control and data processing unit (3) through the transceiver unit (20) via the radio communication channel (4).
Акустический датчик (24), управляемый микроконтроллером (27), регистрирует акустическое излучение частичных разрядов в ультразвуковом диапазоне, аналоговый сигнал с выходов акустического датчика (24) поступает на вход микроконтроллера (27), управляемого микрокомпьютером (32), который преобразовывает аналоговый сигнал в цифровой с заданной дискретизацией сигнала по времени с одновременным квантованием по уровню, микроконтроллер (27) передает оцифрованный сигнал с акустического датчика на микрокомпьютер (32), микрокомпьютер (32) передает оцифрованный сигнал с акустического датчика (24) на блок управления и обработки данных (3) через приемопередающий блок (20) по каналу радиосвязи (4).The acoustic sensor (24), controlled by the microcontroller (27), registers the acoustic radiation of partial discharges in the ultrasonic range, the analog signal from the outputs of the acoustic sensor (24) enters the input of the microcontroller (27) controlled by the microcomputer (32), which converts the analog signal into digital with a given sampling of the signal in time with simultaneous quantization in terms of level, the microcontroller (27) transmits the digitized signal from the acoustic sensor to the microcomputer (32), the microcomputer (32) transmits the digitized signal from the acoustic sensor (24) to the control and data processing unit (3) through the transceiver unit (20) via the radio communication channel (4).
Датчик фазы напряжения (26) регистрирует ЭДС создаваемое фазами высокого напряжения на катушках индуктивности датчика, аналоговый сигнал с выходов датчика фазы напряжения поступает на масштабирующее устройство (29), управляемое микроконтроллером (31), которое согласовывает амплитуду входного сигнала с динамическим диапазоном микроконтроллера (31), микроконтроллер (31), управляемый микрокомпьютером (32), преобразовывает аналоговый сигнал, поступающий с масштабирующего устройства (29) в цифровой с заданной дискретизацией сигнала по времени с одновременным квантованием по уровню, микроконтроллер (31) передает оцифрованный сигнал с датчика фазы напряжения на микрокомпьютер (32), микрокомпьютер (32) передает оцифрованный сигнал с датчика фазы напряжения на блок управления и обработки данных (3) через приемо-передающий блок (20) по каналу радиосвязи (4).The voltage phase sensor (26) registers the EMF created by the high voltage phases on the sensor inductors, the analog signal from the outputs of the voltage phase sensor goes to the scaler (29) controlled by the microcontroller (31), which matches the amplitude of the input signal with the dynamic range of the microcontroller (31) , the microcontroller (31), controlled by the microcomputer (32), converts the analog signal coming from the scaler (29) into a digital signal with a predetermined time sampling with simultaneous level quantization, the microcontroller (31) transmits the digitized signal from the voltage phase sensor to the microcomputer (32), the microcomputer (32) transmits the digitized signal from the voltage phase sensor to the control and data processing unit (3) through the transceiver unit (20) via the radio communication channel (4).
После выполнения сканирования исследуемого изолятора вся полученная информация УКВ датчиком (25), ИК датчиком (23), акустическим датчиком (24), датчиком фазы напряжения (26), датчиком фото-видео фиксации (22) и датчиком расстояния (21) обрабатывается ЭВМ (33), расположенной в блоке управления и обработки данных (3) и отображается оператору через монитор (34).After scanning the insulator under study, all the information received by a VHF sensor (25), an IR sensor (23), an acoustic sensor (24), a voltage phase sensor (26), a photo-video fixation sensor (22) and a distance sensor (21) is processed by a computer ( 33) located in the control and data processing unit (3) and displayed to the operator through the monitor (34).
Далее, после команды оператора, БПЛА (2) в автоматическом режиме подлетает к следующему линейному изолятору (8, 9, фиг. 1). После чего, оператор запускает режим сканирования.Further, after the operator's command, the UAV (2) automatically flies up to the next linear isolator (8, 9, Fig. 1). After that, the operator starts the scan mode.
Поскольку ВЛЭП обладают типовыми конструкциями, подобные операции могут быть выполнены для всех типов линейных изоляторов, а так же опор ВЛЭП всех классов напряжений и количества цепей.Since overhead transmission lines have standard designs, similar operations can be performed for all types of linear insulators, as well as overhead transmission line supports of all voltage classes and number of circuits.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126832A RU2753811C1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126832A RU2753811C1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2753811C1 true RU2753811C1 (en) | 2021-08-23 |
Family
ID=77460296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126832A RU2753811C1 (en) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2753811C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780468C1 (en) * | 2022-02-03 | 2022-09-23 | Акционерное общество "Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых реакторов" (АО "ОДЦ УГР") | Device for inspection of the inner surface of industrial ventilation and chimneys |
| CN116246422A (en) * | 2023-05-11 | 2023-06-09 | 西安理工大学 | Voltage-class self-adaptive near-electricity early warning method, device, equipment and storage medium |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102879692A (en) * | 2012-10-16 | 2013-01-16 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | Method and device for detecting insulator through multi-rotor unmanned aerial vehicle |
| RU2483315C1 (en) * | 2011-12-26 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for contactless remote diagnostics of high-voltage polymer insulators condition |
| RU140278U1 (en) * | 2013-12-03 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF GIRLANDS OF INSULATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
| RU2566391C1 (en) * | 2014-08-28 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for noncontact remote diagnostics of high-voltage polymer insulators |
| CN107367674A (en) * | 2017-08-22 | 2017-11-21 | 成蜀电力集团有限公司 | The method that UAV flight's insulator test equipment carries out null detection |
| CN108680833A (en) * | 2018-03-30 | 2018-10-19 | 深圳源广安智能科技有限公司 | Composite insulator defect detecting system based on unmanned plane |
| CN109188229A (en) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | A kind of UAV system corona discharge broadband spectral detection device and method |
-
2020
- 2020-04-29 RU RU2020126832A patent/RU2753811C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2483315C1 (en) * | 2011-12-26 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for contactless remote diagnostics of high-voltage polymer insulators condition |
| CN102879692A (en) * | 2012-10-16 | 2013-01-16 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | Method and device for detecting insulator through multi-rotor unmanned aerial vehicle |
| RU140278U1 (en) * | 2013-12-03 | 2014-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF GIRLANDS OF INSULATORS OF AIR TRANSMISSION LINES |
| RU2566391C1 (en) * | 2014-08-28 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method for noncontact remote diagnostics of high-voltage polymer insulators |
| CN107367674A (en) * | 2017-08-22 | 2017-11-21 | 成蜀电力集团有限公司 | The method that UAV flight's insulator test equipment carries out null detection |
| CN108680833A (en) * | 2018-03-30 | 2018-10-19 | 深圳源广安智能科技有限公司 | Composite insulator defect detecting system based on unmanned plane |
| CN109188229A (en) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | A kind of UAV system corona discharge broadband spectral detection device and method |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2780468C1 (en) * | 2022-02-03 | 2022-09-23 | Акционерное общество "Опытно-демонстрационный центр вывода из эксплуатации уран-графитовых реакторов" (АО "ОДЦ УГР") | Device for inspection of the inner surface of industrial ventilation and chimneys |
| RU2788070C1 (en) * | 2022-03-01 | 2023-01-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for diagnostics of single-element insulators of the overhead line and the device for its implementation |
| RU2789896C1 (en) * | 2022-09-16 | 2023-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Intelligent system for automatic remote monitoring of the state of power transmission lines |
| CN116246422A (en) * | 2023-05-11 | 2023-06-09 | 西安理工大学 | Voltage-class self-adaptive near-electricity early warning method, device, equipment and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN209014148U (en) | Airborne auditing system | |
| EP3104184B1 (en) | Method and apparatus for locating faults in overhead power transmission lines | |
| US10509417B2 (en) | Flight planning for unmanned aerial tower inspection with long baseline positioning | |
| CN101381002B (en) | Flying robot for detecting transmission line insulator | |
| KR102553453B1 (en) | Apparatus and method of unmaned aerial vehicle for power facilities inspection monitoring | |
| US8880241B2 (en) | Vertical takeoff and landing (VTOL) small unmanned aerial system for monitoring oil and gas pipelines | |
| CN110582704B (en) | Airborne system and method for characterization and measurement of antenna or radiation system | |
| CN109376587A (en) | Communication iron tower intelligent inspection system and method are surveyed in detection based on Internet of Things | |
| RU2421746C1 (en) | Diagnostic method of high-voltage power line | |
| CN105093237A (en) | Detection device of barriers for unmanned plane and detection method thereof | |
| RU2753811C1 (en) | Method and apparatus for non-contact remote control of technical condition of high-voltage line insulators of overhead power lines | |
| WO2022071893A1 (en) | A system for optimising runway capacity on an airport runway and a method thereof | |
| US20060018642A1 (en) | Mobile laser designated infrared multimedia mapping system | |
| Sitompul et al. | Runway Edge Light photometry system by using drone-mounted instrument | |
| Merlaud et al. | Small whiskbroom imager for atmospheric composition monitoring (SWING) from an unmanned aerial vehicle (UAV) | |
| RU2501031C2 (en) | Method for flight inspection of ground-based radio flight support equipment and apparatus for realising said method | |
| Paramanik et al. | Survey of smart grid network using drone & PTZ Camera | |
| US11557115B2 (en) | System to detect underground objects using a sensor array | |
| JP6177612B2 (en) | Positioning method and positioning device using signals from aircraft | |
| Rymer et al. | Inexpensive, lightweight method of detecting coronas with uavs | |
| Massaro et al. | Thermal IR and GPR UAV and vehicle embedded sensor non-invasive systems for road and bridge inspections | |
| RU2426074C1 (en) | Aerodrome automated flight monitoring, control and demonstration complex of aircrafts | |
| RU2270481C2 (en) | Method for determination of the time of aeroplant passage - by of the nearest point | |
| RU2714845C1 (en) | Automatic pilotless diagnostic system | |
| RU2592042C1 (en) | Method of optimising flight trajectory of movable object during aerogeophysical survey and device for its implementation |