无人飞行器在特高压交流输电线路巡视中应用模式研究

摘要

无人飞行器在电力巡视中的应用已得到国内外专家和企业的广泛关注和研究试验，无人飞行器巡线以其安全、高效的优点成为电力线路巡视的发展方向，又因其特性能够满足即将成为国家主干电网的特高压交流输电线路的巡视要求，而成为研究热点。不过，现在对无人飞行器巡视特高压交流输电线路应用模式的研究不多，且开展的巡视试验多为非特高压、非长距离的输电线路巡视。因此，为得出应用无人飞行器开展常态化的特高压交流输电线路巡视的模式，本文对特高压交流输电线路的缺陷特征、无人飞行器和巡视设备的特性进行研究，在此基础上构建了两大类无人飞行器巡视特高压交流输电线路的应用模式。 首先，为得到特高压交流输电线路的缺陷特征，在研究特高压交流输电线路各组成部分及功能后，分析了特高压交流输电线路正常运行时受到的线路电气和机械特性以及线路外部环境对特高压输电线路的影响。结合中国特高压交流输电线路的选型和设计特点，分析了线路本体缺陷、附属设施缺陷和线路外部隐患，通过对缺陷产生机理的分析，得到了缺陷的三个特性，即可见光缺陷特性、热缺陷特性和伴发紫外线特性，为采用新的巡视技术提供了依据。 其次，针对特高压交流输电线路主要缺陷的三个特性，提出三种高效的检测技术，并收集相应的典型巡检设备的功能参数。之后，对做为无人飞行器巡线平台的无人飞行器进行分类，着重介绍了固定翼无人机、单旋翼无人飞行器和多旋翼无人飞行器，收集了适用于中国特高压交流输电线路巡视的无人飞行器和技术参数。并以无人飞行器的有效载荷的搭载能力为主要约束，对无人飞行器和三种巡视设备进行匹配，得出多种匹配方式，为发挥各种组合的优势构建巡视模式奠定了基础。 最后，总结了特高压交流输电线路巡视的内容，结合无人飞行器和巡视设备的组合特性，构建了单无人飞行器巡视和多无人飞行器协同巡视两大类巡视模式，分析了各个模式的特性和适用情况。选择中国也是世界唯一一条商业运行的特高压交流输电线路长南Ⅰ线山西境内部分的巡视实例对固定翼无人机和单旋翼无人飞行器协同巡视模式进行检验，经检验该模式能够满足大规模特高压交流输电线路巡视的要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

1．4 研究方法及难点

第2章 特高压交流输电线路缺陷特征

2．1 架空输电线路的组成

2．2 特高压输电线路运行的影响因素

2．2．1 输电线路特性对运行的影响

2．2．2 输电线路环境对运行的影响

2．3 特高压交流输电线路的设备选型

2．4 特高压输电线路的缺陷特征

2．4．1 特高压输电线路的缺陷

2．4．2 特高压输电线路缺陷的共性特征

2．5 本章小结

第3章 特高压巡检设备及巡线无人飞行器

3．1 巡检设备

3．1．1 可见光缺陷巡检设备

3．1．2 热缺陷巡检设备

3．1．3 伴发紫外线特征的缺陷巡检设备

3．2 无人飞行器

3．2．1 无人飞行器的种类及特点

3．2．2 适用于特高压巡线的无人飞行器

3．3 巡视设备与无人飞行器的匹配

3．3．1 各类设备的性能参数比较及选型

3．3．2 无人飞行器与巡检设备的组合

3．4 本章小结

第4章 特高压交流输电线路无人飞行器巡视模式的构建

4．1 特高压输电线路巡视

4．2 无人飞行器巡线的应用模式

4．2．1 无人飞行器的飞行管制

4．2．2 无人飞行器巡线模式

4．3 无人飞行器在特高压交流输电线路巡视中的应用实例

4．3．1 巡视任务概况

4．3．2 巡视模式选择及巡视过程

4．3．3 巡视效果分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介