基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统设计与实现

摘要

高压输电线路和变电站电力设备长期在高压、高温恶劣环境下工作，容易出现故障隐患。为保证用电安全可靠，提升电力系统检修水平，有必要采用红外测温、紫外检测技术对电力设备开展不停电、实时并安全高效的巡检。针对上述需求，本文设计了一种可适用于变电站和高压输电线路巡检的基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统。系统以红外故障诊断技术、紫外检测技术、自主定位导航技术为核心，将红外、紫外、可见光传感器集成在高精度陀螺稳定平台上，隔离载车振动确保传感器巡检画面稳定清晰。选用高灵敏度制冷型红外热像仪兼顾输、变电巡检不同探测距离的成像、测温使用要求。 本文主要工作如下： 1.设计了基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统总体研制方案，完成功能模块划分以及输电线路、变电站巡检工作流程设计。 2.完成红外、紫外、可见光传感器设计和调试，以及红外测温标定，完成光电转塔集成、调试。 3.设计并调试了基于GPS和激光雷达的自主定位、导航系统，实现对电力设备的识别定位。 4.设计并调试了显示控制记录组件，实现车内和车外模块的通讯和数据交联，设计、调试了地面数据分析处理系统，实现巡检数据回放、故障分析以及数据管理。 5.搭建内场模拟巡检实验条件，完成系统功能、性能的调试测试实验；完成外场实地巡检试验，验证了系统功能、技术参数以及系统设计的正确性和可行性。

目录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外相关技术研究发展现状

1.2.1 电力设备故障红外检测、诊断技术国内外研究发展现状

1.2.2 电力设备故障紫外检测、诊断技术国内外研究发展现状

1.3 本论文研究内容

1.4 本章小结

第2章 基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统工作原理和架构设计

2.1 工作原理

2.1.1 红外测温原理

2.1.2 紫外检测原理

2.1.3 车载智能自动巡检

2.1.4 缺陷分析及数据管理

2.2 架构设计

2.3 本章小结

第3章 基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统设计

3.1 设计要求

3.1.1 系统功能

3.1.2 性能指标

3.2 系统总体方案

3.3 红外成像、测温组件传感器设计

3.3.1 探测器选型

3.3.2 光学镜头设计

3.3.3 信号处理部件设计

3.3.4 控制伺服部件设计

3.3.5 红外作用距离分析复算

3.3.6 红外测温设计

3.3.7 红外伪彩画面渲染

3.4 紫外成像仪设计

3.5 高清可见光摄像机设计

3.5.1 CCD选型

3.5.2 镜头设计

3.5.3 摄像机控制板设计

3.5.4 作用距离计算

3.6 伺服控制设计

3.7 定位组件设计

3.7.1 定位设备选型

3.7.2 定位控制解算模块设计

3.7.3 变电站巡检定位数据信息处理

3.7.4 输电线路巡检定位导航数据信息处理

3.8 显示控制记录组件设计

3.8.1 显控计算机

3.8.2 触摸屏显示器

3.8.3 磁盘阵列

3.8.4 平板电脑

3.9 地面分析处理分系统设计

3.9.1 缺陷故障分析诊断软件设计

3.9.2 数据库管理软件设计

3.10 本章小结

第4章 基于红外、紫外探测技术的车载电力巡检系统的实验

4.1 内场调试

4.2 外场实地巡检调试实验

4.2.1 变电站巡检实验

4.2.2 输电线路巡检实验

4.3 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 下一步工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢