本發(fā)明具體涉及一種基于無人機的輸電線路山火滅火平臺。

背景技術：

隨著國家經(jīng)濟技術的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能已經(jīng)成為了人們日常生產(chǎn)和生活中必不可少的二次能源之一。因此，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是電力系統(tǒng)的首要任務之一。

目前，農(nóng)村地區(qū)中液化氣、煤氣已經(jīng)逐漸取代木材成為主要燃料，荒山荒地逐漸被茂密的植被所覆蓋，輸電線路走廊附近的植被也越來越茂密。春節(jié)、清明祭祖等行為和極端干旱天氣易引發(fā)大面積山火，不僅僅威脅到火災影響區(qū)域內的生態(tài)環(huán)境、人員生命財產(chǎn)安全，也會導致輸電線路跳閘，嚴重威脅我國電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。僅2003年，湖南省220kV線路因山火跳閘達到23次，當年全省220kV線路跳閘總數(shù)才63次。2009年-2010年期間，貴州電網(wǎng)220kV和500kV輸電線路總共發(fā)生山火跳閘事故71起，其中500kV線路跳閘26起。由此可見，輸電線路山火成為威脅電網(wǎng)安全的一個重要隱患。

目前，我國已經(jīng)開展了輸電線路山火預測、監(jiān)測以及滅火等的一系列輸電線路山火防治工作，大大地提高了電網(wǎng)抵御山火災害的能力，有效確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。其中輸電線路山火滅火裝備主要包括背負式高壓滅火機、遠距離高揚程移動滅火平臺等裝備，但輸電線路山火現(xiàn)場交通環(huán)境惡劣，尤其是特高壓輸電線路所處的崇山峻嶺高度遠大于100米，無行走道路，荊棘茂盛，人員到達火場時間長，影響山火處置的及時性。載人直升機滅火技術反應迅速，但直升機價格高達數(shù)千萬元，并且飛行審批嚴格，飛行成本高；此外，電網(wǎng)山火點多面積小，直升機吊桶投灑滅火方式的水劑利用率低，且噴灑液體寬度大，易造成輸電線路相間跳閘，諸多不利因素限制其在輸電線路防山火中的應用。

無人機是近年來興起的一種低成本、高機動性的移動滅火平臺，但是受限于輸電線路山火地形條件，無人機地面操控人員難以及時到達火場，只能根據(jù)機載攝像模塊傳回的視頻判斷火場信息和滅火操作信息，難以準確滅火，山火燃燒不充分引起的煙塵對無人機飛行存在威脅，高壓輸電線路導致的磁場對無人機控制信號存在干擾，存在安全風險；再者，現(xiàn)有機載滅火方式采用吊桶和機腹裝載滅火方式，滅火效率低，而輸電線路山火點多面廣，不能在取水困難的野外開展多火點滅火。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滅火效率高、工作穩(wěn)定性和機動性好、而且能夠作業(yè)安全性高的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺。

本發(fā)明提供的這種基于無人機的輸電線路山火滅火平臺，包括無人機平臺、地面控制站、滅火水劑箱體、電動水泵和霧化噴頭，還包括光電吊艙；光電吊艙設置在無人機平臺上，光電吊艙內布置有煙塵濃度探測模塊和激光測距儀；煙塵濃度探測模塊與無人機平臺連接，用于檢測山火現(xiàn)場的煙塵濃度，并將煙塵濃度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；激光測距儀用于檢測無人機平臺與周圍物體之間的距離，并將距離信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普尽?/p>

所述的光電吊艙內還設置有高清攝像機；高清攝像機用于拍攝山火現(xiàn)場的高清畫面圖像，并將畫面圖像通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普尽?/p>

所述的光電吊艙內還設置有紅外成像儀；紅外成像儀用于探測山火現(xiàn)場的紅外圖像和溫度信息，并將圖像和溫度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普尽?/p>

所述的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺還包括電磁場測量設備；電磁場測量設備設置在無人機平臺上，用于探測無人機平臺所處位置的電磁場強度，并將電磁場強度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普尽?/p>

所述的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺還包括消防水帶抓手；消防水帶抓手設置在無人機平臺上，用于通過無人機平臺接收地面控制站的控制信號并抓取消防水帶或釋放消防水帶。

所述的煙塵濃度探測模塊包括光電探測器、電流/電壓轉換模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊和控制器；所述光電探測器、電流/電壓轉換模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊和控制器依次串接；光電探測器通過探測所在區(qū)域的散射光強得到煙塵濃度信息，并傳入電流/電壓轉換模塊；電流/電壓轉換模塊將光電探測器的電流信號轉換為電壓信號后，通過濾波模塊濾波和A/D轉換模塊轉成數(shù)字信號，最終輸入控制器。

所述的霧化噴頭的型號為XD-PT01。

所述的電磁場測量設備的型號為AK8970。

所述的光電吊艙型號為MX-25。

所述的激光測距儀的型號為LDM301。

本發(fā)明提供的這種基于無人機的輸電線路山火滅火平臺，基于高空自動巡航的輸電線路山火無人滅火平臺，采用細水霧滅火技術有效地提高滅火效率，降低了對無人機載體本身載荷的需求，為無人機應用于輸電線路山火處置提供了基礎；利用電磁場測量設備、激光測距儀、耐高溫耐腐蝕滅火劑箱體材料等措施，大大提高了野外在處置輸電線路山火過程中的安全性；利用消防水帶抓手攜帶長度達1000米的消防水管一端至火場附近，可大大地節(jié)省鋪設水管的時間，提高滅火效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺的示意圖。

圖2為本發(fā)明的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺的功能模塊圖。

圖3為發(fā)明的煙塵濃度探測模塊的功能模塊圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發(fā)明的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺的示意圖：基于無人機的輸電線路山火滅火平臺包括無人機平臺1、電磁場測量設備2、電動水泵3、滅活水劑箱體4、消防水帶抓手5、霧化噴頭6和光電吊艙7；無人機平臺的發(fā)送機8為498IS系列發(fā)動機，可檢測進氣口氧含量的發(fā)動機，若氧含量較低時，可自動增加進氣量，避免無人機在火場上空含有大量煙塵的空氣吸入后導致的熄火墜機。

如圖2所示為本發(fā)明的基于無人機的輸電線路山火滅火平臺的功能模塊圖：本發(fā)明提供的這種基于無人機的輸電線路山火滅火平臺，包括無人機平臺、地面控制站、滅火水劑箱體、電動水泵、霧化噴頭、光電吊艙、電磁場測量設備和消防水帶抓手；光電吊艙設置在無人機平臺上，光電吊艙內布置有煙塵濃度探測模塊、激光測距儀、高清攝像機和紅外成像儀；煙塵濃度探測模塊與無人機平臺連接，用于檢測山火現(xiàn)場的煙塵濃度，并將煙塵濃度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；激光測距儀用于檢測無人機平臺與周圍物體之間的距離，并將距離信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；高清攝像機用于拍攝山火現(xiàn)場的高清畫面圖像，并將畫面圖像通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；紅外成像儀用于探測山火現(xiàn)場的紅外圖像和溫度信息，并將圖像和溫度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；電磁場測量設備設置在無人機平臺上，用于探測無人機平臺所處位置的電磁場強度，并將電磁場強度信息通過無人機平臺傳輸?shù)降孛婵刂普?；消防水帶抓手設置在無人機平臺上，用于通過無人機平臺接收地面控制站的控制信號并抓取消防水帶或釋放消防水帶。

霧化噴頭的型號為XD-PT01。電磁場測量設備的型號為AK8970。光電吊艙為FLIR系列吊艙。激光測距儀的型號為LDM301。電動水泵的型號為DP-125。高清攝像機采用WIN-K-03/04系列的高清攝像機。滅火水劑箱體整體材質采用聚醚醚酮，質量輕便且可耐高溫耐腐蝕。輸電線路山火無人滅火平臺裸露部分涂隔熱涂料，用于隔熱。霧化噴頭為中壓霧化噴頭，在0-2MPa壓力內霧滴可達800um，受風影響小，從而提高滅火效果。消防水帶抓手采用316不銹鋼材料，可由地面控制站控制抓手的張開與緊閉。

如圖3所示為發(fā)明的煙塵濃度探測模塊的功能模塊圖：煙塵濃度探測模塊包括光電探測器、電流/電壓轉換模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊和控制器；所述光電探測器、電流/電壓轉換模塊、濾波模塊、A/D轉換模塊和控制器依次串接；光電探測器通過探測所在區(qū)域的散射光強得到煙塵濃度信息，并傳入電流/電壓轉換模塊；電流/電壓轉換模塊將光電探測器的電流信號轉換為電壓信號后，通過濾波模塊濾波和A/D轉換模塊轉成數(shù)字信號，最終輸入控制器。