本發(fā)明涉及電力輸電線路雷擊點(diǎn)測(cè)試技術(shù)，確切地說(shuō)是涉及一種對(duì)電力輸電線路遭受雷擊時(shí)，能即時(shí)準(zhǔn)確地確定出其雷擊點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類電壓等級(jí)的輸電線路不斷興建與竣工。電力輸電線路工程，尤其是超高壓和特高壓輸電線路工程，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的生命線工程，而輸電線路中的桿塔結(jié)構(gòu)擔(dān)負(fù)著架空電力輸電線的重任。我國(guó)是雷電活動(dòng)很強(qiáng)烈的國(guó)家，在廣東及海南部分地區(qū)，年平均雷電日高達(dá)120-130天。由于被桿塔支撐的架空電力輸電線相對(duì)一般建筑物要高出許多，很多還架設(shè)在高山地區(qū)，很容易遭受雷電襲擊使電網(wǎng)輸電中斷。為了即時(shí)修復(fù)，準(zhǔn)確地確定出輸電線路上的雷擊點(diǎn)就尤為重要。然而，直到本發(fā)明前，還沒(méi)有找到一個(gè)準(zhǔn)確地確定出輸電線路上雷擊點(diǎn)的技術(shù)方法，現(xiàn)在尋找雷擊點(diǎn)進(jìn)行線路修復(fù)全靠人工巡視，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、搶修速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的電力輸電線路雷擊點(diǎn)確定方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的電力輸電線路雷擊點(diǎn)確定方法，它包括集中監(jiān)控子系統(tǒng)、移動(dòng)子站和無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，無(wú)人機(jī)風(fēng)行平臺(tái)上設(shè)置視頻采集裝置；集中監(jiān)控子系統(tǒng)與移動(dòng)子站之間以一對(duì)多的方式相連接，移動(dòng)子站與無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)以一對(duì)一的方式相連接；

其對(duì)電力輸電線路雷擊點(diǎn)確定的步驟為：

①、集中監(jiān)控子系統(tǒng)中按照輸電線路走向，設(shè)置無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的飛行路線；無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)根據(jù)制定的飛行路線沿電力輸電線路對(duì)電力線狀態(tài)進(jìn)行視頻采集，將視頻采集數(shù)據(jù)送入移動(dòng)子站；

②、移動(dòng)子站實(shí)時(shí)對(duì)視頻采集數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)處理，以及對(duì)采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行缺陷預(yù)診斷；并經(jīng)處理后的視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給集中監(jiān)控子系統(tǒng)；

③、集中監(jiān)控子系統(tǒng)中設(shè)有雷擊點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖像信息，并與采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，若發(fā)現(xiàn)采集到的視頻數(shù)據(jù)與雷擊點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖像信息匹配，則輸出報(bào)警信息；同時(shí)，巡視人員在集中監(jiān)控子系統(tǒng)處實(shí)時(shí)觀察視頻圖像。

無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)包括用于作為線路檢測(cè)終端的吊艙模塊，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)進(jìn)行飛行控制的飛行控制模塊，進(jìn)行GPS定位的GPS模塊，用于與移動(dòng)子站進(jìn)行通信的通信模塊以及無(wú)人機(jī)機(jī)體；飛行控制模塊、吊艙模塊和GPS模塊分別通過(guò)數(shù)傳通信鏈路與移動(dòng)子站進(jìn)行通信；吊艙模塊通過(guò)圖傳通信鏈路將檢測(cè)圖像信息發(fā)送到移動(dòng)子站中。

所述集中監(jiān)控子系統(tǒng)包括:

人機(jī)交互模塊，用于獲取并解析外部命令，將解析后的外部指令發(fā)送到相應(yīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理，并將相應(yīng)的處理結(jié)果展示出來(lái)；

巡檢任務(wù)規(guī)劃模塊，根據(jù)輸電線路的走向設(shè)計(jì)飛行巡檢任務(wù)；

GIS模塊，用于導(dǎo)入和導(dǎo)出輸電線路信息，在GIS模塊中展示輸電線路信息，并提供輸電線路的區(qū)間劃分、選擇和框選操作，并能夠用于在GIS地圖上瀏覽、編輯和刪除相應(yīng)的線路信息，還能夠在GIS地圖上展示無(wú)人機(jī)的飛行航路信息；

巡檢結(jié)果管理模塊，用于無(wú)人機(jī)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的管理，其與通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接，實(shí)現(xiàn)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的同步、瀏覽、播放、對(duì)比、分析和報(bào)表管理，完成對(duì)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的管理；

巡檢缺陷診斷模塊，用于對(duì)巡檢的結(jié)果數(shù)據(jù)包括圖像和視頻信息進(jìn)行篩選、預(yù)處理和缺陷診斷，在巡檢的圖像標(biāo)識(shí)缺陷位置，用文字對(duì)缺陷進(jìn)行說(shuō)明，存儲(chǔ)巡檢缺陷到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)相應(yīng)的巡檢缺陷圖像進(jìn)行標(biāo)識(shí)、修改、刪除、查詢和瀏覽操作，完成巡檢結(jié)果的缺陷診斷；

通信模塊，用于讀取移動(dòng)子站實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，響應(yīng)人機(jī)交互模塊的遠(yuǎn)程指令，實(shí)現(xiàn)巡檢任務(wù)信息到移動(dòng)子站下發(fā)，實(shí)時(shí)獲取移動(dòng)子站和無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的巡檢信息，完成集中監(jiān)控子系統(tǒng)與移動(dòng)子站之間信息的交互和通信；

輸電線路管理模塊，用于輸電線路的桿塔GPS位置、桿塔型號(hào)、桿塔高度、起始桿塔編號(hào)、桿塔編號(hào)信息的導(dǎo)入、導(dǎo)出、查詢、瀏覽、刪除和編輯操作，完成對(duì)輸電線路信息的管理；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件方式完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成集中管理子系統(tǒng)系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)、巡檢過(guò)程數(shù)據(jù)、巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)以及巡檢的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，其中巡檢的視屏數(shù)據(jù)通過(guò)文件存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的文件路徑存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

所述巡檢缺陷診斷模塊包括缺陷專家?guī)?、缺陷診斷單元、圖像預(yù)處理單元和缺陷管理單元，其中圖像預(yù)處理單元，用于圖像信息的預(yù)處理，對(duì)原始巡檢圖像進(jìn)行清晰度和選景準(zhǔn)確度鑒別，刪除清晰度不夠和選景不夠準(zhǔn)確的圖像，并對(duì)診斷圖像進(jìn)行拼接和編輯；缺陷專家?guī)?，用于集成輸電線路缺陷的特征庫(kù)，與缺陷診斷單元相連接，將預(yù)處理過(guò)的圖像與缺陷專家?guī)爝M(jìn)行比對(duì)分析，分析出輸電線路缺陷，在圖像上位置標(biāo)識(shí)和文字說(shuō)明的方式標(biāo)識(shí)相應(yīng)缺陷；缺陷診斷單元，將診斷出的缺陷存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊;缺陷管理單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢缺陷圖片的標(biāo)識(shí)、修改、刪除、查詢、瀏覽。

在塔桿上的電力輸電線及避雷線上設(shè)置雷擊傳感器，每根電力輸電線上的雷擊傳感器，都是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，該對(duì)傳感器組沿著自身電力輸電線走向的方向、被等距的固定在自身電力輸電線的塔桿絕緣子的頂端；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，就由雷擊傳感器采集雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息。

所述的雷擊傳感器連接有無(wú)線通信模塊；無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)設(shè)置時(shí)鐘模塊；當(dāng)無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)飛行至塔桿雷擊傳感器處時(shí)，雷擊傳感器被無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)中的時(shí)鐘模塊喚醒，此時(shí)，雷擊傳感器向無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)傳送雷擊電流和雷擊感應(yīng)電壓信息。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用無(wú)人機(jī)對(duì)輸電線路的雷擊點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢，從而保證了輸電線路的安全可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力線路雷擊點(diǎn)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，沒(méi)有了人為操作造成的誤差，保證了采樣數(shù)據(jù)的完整性、及時(shí)性和研究查詢的方便性，能夠?yàn)椴煌貐^(qū)、不同級(jí)別的電力輸電線路防雷提供精確的“電力輸電線路雷擊模型”的建模依據(jù)，能即時(shí)準(zhǔn)確地確定出遭受雷擊的輸電線路上雷擊點(diǎn)的位置，能省力省時(shí)快速的對(duì)被破壞的線路進(jìn)行搶修，具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的電力輸電線路雷擊點(diǎn)確定方法，它包括集中監(jiān)控子系統(tǒng)、移動(dòng)子站和無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)，無(wú)人機(jī)風(fēng)行平臺(tái)上設(shè)置視頻采集裝置；集中監(jiān)控子系統(tǒng)與移動(dòng)子站之間以一對(duì)多的方式相連接，移動(dòng)子站與無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)以一對(duì)一的方式相連接；

其對(duì)電力輸電線路雷擊點(diǎn)確定的步驟為：

①、集中監(jiān)控子系統(tǒng)中按照輸電線路1走向，設(shè)置無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的飛行路線；無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)根據(jù)制定的飛行路線沿電力輸電線路對(duì)電力線狀態(tài)進(jìn)行視頻采集，將視頻采集數(shù)據(jù)送入移動(dòng)子站；

②、移動(dòng)子站實(shí)時(shí)對(duì)視頻采集數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)處理，以及對(duì)采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行缺陷預(yù)診斷；并經(jīng)處理后的視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給集中監(jiān)控子系統(tǒng)；

③、集中監(jiān)控子系統(tǒng)中設(shè)有雷擊點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖像信息，并與采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，若發(fā)現(xiàn)采集到的視頻數(shù)據(jù)與雷擊點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)圖像信息匹配，則輸出報(bào)警信息；同時(shí)，巡視人員在集中監(jiān)控子系統(tǒng)處實(shí)時(shí)觀察視頻圖像。

無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)包括用于作為線路檢測(cè)終端的吊艙模塊，對(duì)無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)進(jìn)行飛行控制的飛行控制模塊，進(jìn)行GPS定位的GPS模塊，用于與移動(dòng)子站進(jìn)行通信的通信模塊以及無(wú)人機(jī)機(jī)體；飛行控制模塊、吊艙模塊和GPS模塊分別通過(guò)數(shù)傳通信鏈路與移動(dòng)子站進(jìn)行通信；吊艙模塊通過(guò)圖傳通信鏈路將檢測(cè)圖像信息發(fā)送到移動(dòng)子站中。

所述集中監(jiān)控子系統(tǒng)包括:

人機(jī)交互模塊，用于獲取并解析外部命令，將解析后的外部指令發(fā)送到相應(yīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理，并將相應(yīng)的處理結(jié)果展示出來(lái)；

巡檢任務(wù)規(guī)劃模塊，根據(jù)輸電線路的走向設(shè)計(jì)飛行巡檢任務(wù)；

GIS模塊，用于導(dǎo)入和導(dǎo)出輸電線路信息，在GIS模塊中展示輸電線路信息，并提供輸電線路的區(qū)間劃分、選擇和框選操作，并能夠用于在GIS地圖上瀏覽、編輯和刪除相應(yīng)的線路信息，還能夠在GIS地圖上展示無(wú)人機(jī)的飛行航路信息；

巡檢結(jié)果管理模塊，用于無(wú)人機(jī)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的管理，其與通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接，實(shí)現(xiàn)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的同步、瀏覽、播放、對(duì)比、分析和報(bào)表管理，完成對(duì)巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)的管理；

巡檢缺陷診斷模塊，用于對(duì)巡檢的結(jié)果數(shù)據(jù)包括圖像和視頻信息進(jìn)行篩選、預(yù)處理和缺陷診斷，在巡檢的圖像標(biāo)識(shí)缺陷位置，用文字對(duì)缺陷進(jìn)行說(shuō)明，存儲(chǔ)巡檢缺陷到數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)相應(yīng)的巡檢缺陷圖像進(jìn)行標(biāo)識(shí)、修改、刪除、查詢和瀏覽操作，完成巡檢結(jié)果的缺陷診斷；

通信模塊，用于讀取移動(dòng)子站實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，響應(yīng)人機(jī)交互模塊的遠(yuǎn)程指令，實(shí)現(xiàn)巡檢任務(wù)信息到移動(dòng)子站下發(fā)，實(shí)時(shí)獲取移動(dòng)子站和無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)的巡檢信息，完成集中監(jiān)控子系統(tǒng)與移動(dòng)子站之間信息的交互和通信；

輸電線路管理模塊，用于輸電線路的桿塔GPS位置、桿塔型號(hào)、桿塔高度、起始桿塔編號(hào)、桿塔編號(hào)信息的導(dǎo)入、導(dǎo)出、查詢、瀏覽、刪除和編輯操作，完成對(duì)輸電線路信息的管理；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和文件方式完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊完成集中管理子系統(tǒng)系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)、巡檢過(guò)程數(shù)據(jù)、巡檢結(jié)果數(shù)據(jù)以及巡檢的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，其中巡檢的視屏數(shù)據(jù)通過(guò)文件存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的文件路徑存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)。

所述巡檢缺陷診斷模塊包括缺陷專家?guī)?、缺陷診斷單元、圖像預(yù)處理單元和缺陷管理單元，其中圖像預(yù)處理單元，用于圖像信息的預(yù)處理，對(duì)原始巡檢圖像進(jìn)行清晰度和選景準(zhǔn)確度鑒別，刪除清晰度不夠和選景不夠準(zhǔn)確的圖像，并對(duì)診斷圖像進(jìn)行拼接和編輯；缺陷專家?guī)?，用于集成輸電線路缺陷的特征庫(kù)，與缺陷診斷單元相連接，將預(yù)處理過(guò)的圖像與缺陷專家?guī)爝M(jìn)行比對(duì)分析，分析出輸電線路缺陷，在圖像上位置標(biāo)識(shí)和文字說(shuō)明的方式標(biāo)識(shí)相應(yīng)缺陷；缺陷診斷單元，將診斷出的缺陷存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊;缺陷管理單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢缺陷圖片的標(biāo)識(shí)、修改、刪除、查詢、瀏覽。

在塔桿上的電力輸電線1及避雷線上設(shè)置雷擊傳感器2，每根電力輸電線1上的雷擊傳感器2，都是裝在一根支撐棒兩端的一對(duì)傳感器組，該對(duì)傳感器組沿著自身電力輸電線走向的方向、被等距的固定在自身電力輸電線的塔桿絕緣子的頂端；當(dāng)塔桿上電力輸電線及避雷線某部位發(fā)生雷擊時(shí)，就由雷擊傳感器采集雷擊電流與雷擊感應(yīng)電壓信息。

所述的雷擊傳感器連接有無(wú)線通信模塊；無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)設(shè)置時(shí)鐘模塊；當(dāng)無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)飛行至塔桿雷擊傳感器處時(shí)，雷擊傳感器被無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)中的時(shí)鐘模塊喚醒，此時(shí)，雷擊傳感器向無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)傳送雷擊電流和雷擊感應(yīng)電壓信息。