输电线路无人机自主巡检

输电线路多旋翼无人机巡检的技术研究与应用

作者：苏博 张铁梁 李良 吴龙森 马楠

来源：《华中电力》2014年第01期

摘要：随着当前电网规模的日益扩大，巡线工作量越来越大，使得目前超高压输电线路安全运行面临着重大的挑战和风险。而固定多旋翼无人机作为一种新型的输电线路巡检技术，不仅能确保系统巡检的安全，并且能提高巡检效率。本文主要介绍固定多旋翼无人机平台在输电线路巡检系统中的应用，并且分析该平台系统的设计思路以及系统的构成，了解这种平台的实际应用效果和积极推广的意义。

关键字：输电线路；多旋翼无人机；无人机巡检技术

近年来，随着我国经济和科技水平的不断提升，我国电力工程建设行业也得到很快的发展，而输电线路巡检工作一直是一项比较复杂，且技术要求比较高的工作。针对高压输电线路安全运行面临的风险和挑战，我国研究出一种固定多旋翼无人机巡检平台，这种平台在实际使用中有很多优势，其工作安全高效，自主，并且能准确识别和诊断特高压输电线路的典型缺陷和故障。因此，固定多旋翼无人机平台作为输电线路巡检技术具有重要的作用和积极的推广意义。

一、输电线路巡检系统的设计和功能

（一）输电线路巡检无人机类型

近年来，随着电网规模的不断扩大，尤其以超/特高压输电线路为主骨的全国互联大电网

电力设备故障诊断 机器人

维普资讯

机械设计与制造一

第 8期 2o o 7年 8月

14 2一

Ma h n r De i n c iey sg

&

Ma u a t r n f cu e

文章编号：0 1 3 9 ( 0 7 0— 14-3 10— 9 7 20 )8 0 2 - 0

高压输电线路巡检机器人机械本体设计王吉岱谢永王凤芹 (山东科技大学机电学院。岛 26 1 )青 6 50W ANGj— a,XI o g id i E Y n,W ANG F n - i e g q n

Th t d fme h nc l tu t r ora p we r n miso n n p c i o o e su y o c a ia r c u e f o rta s s i n l e is e t s i on r b t( ol e f c a i l n l tc n ier g h n og C l g h nc d e r aE gnei ad n e oMe a a E c il nS

U iesy f c ne n eh o g,iga 6 50C ia nvri Si c d cnl y ndo 6 1,h

输电线路专业题库

一、单项选择题（共60题，每题l分。每题的备选项中，只有l个最符合题意） 1、高空作业是指工作地点离地面(A)及以上的作业。 A．2m；B．3m；C．4m；D．4.5m。

2、电力线路采用架空避雷线的主要目的是为了(D)。

A．减少内过电压对导线的冲击； B．减少导线受感受雷的次数； C．减少操作过电压对导线的冲击； D．减少导线受直击雷的次数。 3、普通土坑的施工操作裕度为（A）。 A．0.2m B．0.3m C．0.4m D．0.5m

4、当浇筑高度超过（C）时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。 A．1米 B．2米 C．3米 D．4米 5、送电线路的电压等级是指线路的(B)。

A．相电压；B．线电压；C．线路总电压；D．端电压。

6、若钢芯铝铰线断股损伤截面占铝股总面积的7%~25%时，处理时应用(B)。 A．缠绕 B．补修 C．割断重接 D．换线

7、、混凝土强度达到（B）前，不得在其上踩踏或安装模板及支架 A．1.0N/mm2 B．1.2N/mm2 C．1.5N/mm2 D．2.0N/mm2 8、屈强比是（A）

A．屈服强度/抗拉强度

输电线路专业题库

一、单项选择题（共60题，每题l分。每题的备选项中，只有l个最符合题意） 1、高空作业是指工作地点离地面(A)及以上的作业。 A．2m；B．3m；C．4m；D．4.5m。

2、电力线路采用架空避雷线的主要目的是为了(D)。

A．减少内过电压对导线的冲击； B．减少导线受感受雷的次数； C．减少操作过电压对导线的冲击； D．减少导线受直击雷的次数。 3、普通土坑的施工操作裕度为（A）。 A．0.2m B．0.3m C．0.4m D．0.5m

4、当浇筑高度超过（C）时，应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。 A．1米 B．2米 C．3米 D．4米 5、送电线路的电压等级是指线路的(B)。

A．相电压；B．线电压；C．线路总电压；D．端电压。

6、若钢芯铝铰线断股损伤截面占铝股总面积的7%~25%时，处理时应用(B)。 A．缠绕 B．补修 C．割断重接 D．换线

7、、混凝土强度达到（B）前，不得在其上踩踏或安装模板及支架 A．1.0N/mm2 B．1.2N/mm2 C．1.5N/mm2 D．2.0N/mm2 8、屈强比是（A）

A．屈服强度/抗拉强度

第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

h设计h仪3020

第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

h设计h仪3020

第二章

4.

求[例2-2]中沈阳地区50年一遇的30m高度的最大设计风速是多少？ 【解】（1）计算样本中的48个年最大风速的均值?和标准差S分别为：

1n???ni?1vi?90948?18.9375(m/s)

S??n?1i?11n(vi?v)2?885.352548?1?4.3402(m/s)

（2）进行重现期的概率计算，由于风速个数n?48，查表2-7并进行线性插值，得到修正系数C1、C2为：

C1?1.15185?C2?0.54630?1.16066?1.1518550?450.54853?0.5463050?451.157144.3402?(48?45)?1.15714 ?(48?45)?0.54764

分布的尺度参数a和位置参数b为：

a?b?v?C2aC1S??0.26661(m/s)0.547640.26661?1

?18.9375??16.8834(m/s)

重现期R=50年20m高度的年最大风速为：

v50?b?1R?150???ln?ln()??16.8834?ln?ln()??31.519(m/s) a?R?1?0.266150?1??（3）进行高度换算，B类地区，故z?0.16,??1.0，则

h设计h仪3020

分类号： 密级：

U D C： 编号：

科学技术报告

供配电输电线路的继电保护

技术研究

完成单位：攀枝花煤业（集团）有限责任公司水电分公司 主研人员： 完成起止时间： 提交报告时间：

序 言

摘要：继电保护技术是研究电力系统故障和危险及安全运行的

异常情况，以探讨其对策的反事故自动化措施。本文研究的是关于10KV电网继电保护。通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能，根据技术规范，选择和论证继电保护的配置选型的正确性并培养自己在实践工程中的应用能力、创新能力和独立工作能力。

此次设计的主要内容是10KV电网继电保护的配置和整定，设计内容包括：第一章 概论；第二章 计算系统中各元件的主要参数；第三章 输电线路上TA、TV变比的选择及中性点接地的选择；第四章 电力网短路电流的计算；第五章 自动重合闸的选择；第六章 防雷保护和接地装置的选择计算。

由于各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，对于继电保护整定方案

输电线路导线规格与性能测试

选定导线标准：LGJ钢芯铝绞线（GB1179-1983） 标称截面铝/钢（mm2） 300/20 1. 尺寸检测

判定：各种型号的电线电缆使用户的导体类别应符合参评的标准规定，其标准有其标称截面来选择相应的国标，其测得最小值应不小于其标准值合格。

用直接测量法测得该导线铝的直径为：2.95mm 钢的直径：1.90mm

计算截面：

铝 45*（2.95/2）2π=307.57mm2 钢 7*（1.90/2）2π=19.85mm2 总计 307.57+19.85=327.42mm2

标准截面为：324.33mm2 ，327.42mm2＞324.33mm2，故该导线符合要求。

2. 直流电阻的测定

根数/直径 （mm） 铝 45/2.93 钢 7/1.95 铝 303.42 计算截面 （mm2） 钢 20.91 总计 324.33 外径直流电阻（mm） （不大于，Ω/km） 23.43 0.09520 计算 拉断力（N） 75680 单位长度质量（kg/km） 1002

当t=30℃时，通过双臂电桥电路测得1km该导线电阻值为0.09Ω。 则R（20℃）=0.35*1000/{[1+0.004(30-20)]

输电线路导线规格与性能测试

选定导线标准：LGJ钢芯铝绞线（GB1179-1983） 标称截面铝/钢（mm2） 300/20 1. 尺寸检测

判定：各种型号的电线电缆使用户的导体类别应符合参评的标准规定，其标准有其标称截面来选择相应的国标，其测得最小值应不小于其标准值合格。

用直接测量法测得该导线铝的直径为：2.95mm 钢的直径：1.90mm

计算截面：

铝 45*（2.95/2）2π=307.57mm2 钢 7*（1.90/2）2π=19.85mm2 总计 307.57+19.85=327.42mm2

标准截面为：324.33mm2 ，327.42mm2＞324.33mm2，故该导线符合要求。

2. 直流电阻的测定

根数/直径 （mm） 铝 45/2.93 钢 7/1.95 铝 303.42 计算截面 （mm2） 钢 20.91 总计 324.33 外径直流电阻（mm） （不大于，Ω/km） 23.43 0.09520 计算 拉断力（N） 75680 单位长度质量（kg/km） 1002

当t=30℃时，通过双臂电桥电路测得1km该导线电阻值为0.09Ω。 则R（20℃）=0.35*1000/{[1+0.004(30-20)]