架空输电线路机巡光电吊舱技术规范

架空输电线路机巡光电吊舱技术规范架空输电线路机巡光电吊舱技术规范 试行 试行 二二 一四年三月一四年三月 I 目目 次次 前 言 I 1范围 1 2规范性引用文件 1 3术语及定义 1 4光电吊舱组成与分类 2 5光电吊舱功能要求 2 6光电吊舱性能指标要求 4 7光电吊舱接口要求 8 8检测试验与验收交付要求 8 9标示 包装 运输和贮存要求 10 10使用培训 维护和保养要求 10 附录 12 I 前前 言言 为规范架空输电线路有人直升机 无人机巡检用光电吊舱的要求 指导中国南方电网有限责任 公司 以下简称 公司 有人直升机 无人机巡检用光电吊舱的设备选型 试验验收 产品包装运 输等方面的工作 依据国家和行业有关标准 规程和规范 特制定本规范 本规范编写单位 南方电网科学研究院有限责任公司 本规范主要起草人 陈晓 张巍 张贵峰 陈鹏 陈艳芳 杨鹤猛 张建民 吴新桥 王英洁 王国利 张拯宁 赵克 袁红卫 李超 本规范由公司生产设备管理部提出并负责解释 执行中的问题和意见 请及时反馈至公司生产设备管理部 1 架空输电线路机巡光电吊舱技术规范架空输电线路机巡光电吊舱技术规范 试行 试行 1范围 本技术规范 以下简称规范 适用于公司架空输电线路有人直升机 中大型无人机巡检用光电吊 舱的选配 本规范对光电吊舱的组成与分类 功能 性能指标 检测试验 验收交付 包装 运输 贮存 培训 维护和保养等做出了具体说明和要求 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款 凡是注日期的引用文件 其随后所有 的修改单 不包括勘误的内容 或修订版均不适用于本规范 凡是不注日期的引用文件 其最新版本 适用于本规范 GB T658 2012 电子测量仪器通用规范 GB T 191 包装储运图示标志 DL T288 架空输电线路直升机巡视技术导则 DL T664 带电设备红外诊断应用规范 DL T345 带电设备紫外诊断技术应用导则 QJ 2245 1992 电子仪器和设备防静电要求 HB 6434 2001 机载电子设备接口设计基本要求 HB 5662 1981 飞机设备电磁兼容要求及测试方法 HB 6167 1989 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 GB 4208 2008 外壳防护等级 IP 代码 RTCA DO 160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment RTCA DO 178C Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification 3术语及定义 以下术语和定义适用于本标准 3 1 红外热像仪 Thermal Infrared Imager 将被测物体或目标红外辐射能量分布转换为可见的热分布场图像的成像仪器设备 2 3 2 紫外成像仪 Ultraviolet Imager 能够对被测物体或目标在电晕 闪络或电弧放电过程中辐射的紫外线进行感应 并转换为可见的 放电点分布图像的成像仪器设备 3 3 陀螺稳定平台 Gyroscope stabilized Platform 用于承载光电传感器并利用陀螺仪保持其稳定的装置 3 4 光电吊舱 Optoelectronic Pod 将可见光相机 可见光摄像机 红外热像仪 紫外成像仪等一种或多种光电传感器集成于陀螺稳 定平台 并可挂载于机体下方的密闭化设备 一般为球形或圆柱形 3 5 显控设备 Control and Display Equipment 用于接收和显示光电吊舱状态和数据 并控制光电吊舱执行任务的整套设备 一般包含显示器和 控制器 3 6 转接支架 Adapter Bracket 转接支架 减震支架 是实现吊舱减震器与飞机支架的机械连接的支架 使吊舱安装孔位与飞机 安装孔位得以匹配 4光电吊舱组成与分类 4 1 光电吊舱组成 1 光电吊舱应包括陀螺稳定平台 光电传感器 显控设备和配套软件 2 光电传感器应为可见光相机 可见光摄像机 红外热像仪 紫外成像仪等一种或多种组合 4 2 光电吊舱分类 根据光电吊舱的重量和搭载平台分为两大类 大型光电吊舱 中型光电吊舱 详见附录 A 5光电吊舱功能要求 5 1 可见光相机功能要求 1 对巡视目标区域进行高清可见光真彩色拍照 2 支持手动 自动拍照 具备自动对焦功能 3 相机镜头可更换 4 照片可在机载端保存并导出 3 5 2 可见光摄像机功能要求 1 对巡视目标区域能进行可见光真彩色摄像 2 有人直升机搭载的光电吊舱配置高清可见光摄像机 3 可实时输出可见光视频 4 镜头焦距可调节 5 支持曝光补偿 增益 白平衡 聚焦的自动控制和手动控制 6 视频应可在机载端保存并导出 5 3 红外热像仪功能要求 1 可获取巡视目标的红外视频和热图数据 2 具备测温功能 3 制冷红外热像仪应采用变焦镜头 4 具备自动对焦功能 5 支持伪彩显示 并可实时输出 在显控设备实时显示时 可标出温度最高点位置及温度值 6 红外视频和热图数据可在机载端保存并导出 5 4 紫外成像仪功能要求 1 对巡视目标能进行紫外和可见光双通道同步成像 2 在巡视距离内能探测并捕捉电晕放电和表面局部放电 3 可实时输出标清视频 4 紫外数据可在机载端保存并可导出 5 5 陀螺稳定平台功能要求 1 可集成一个或多个光电传感器 2 传感器瞄准线相对于陀螺稳定平台的方位角 俯仰角可控制 3 陀螺稳定平台应具备自锁功能 5 6 显控设备功能要求 1 显控设备应与光电吊舱配套 装备于有人直升机机舱或无人机地面站 4 2 显控设备与吊舱直连 实现吊舱全部功能 并能够独立完成对光电吊舱主要功能项的测试 3 显控设备通过数据链与吊舱连接 实现吊舱全部功能 并接收和显示光电传感器数据和状 态信息 4 显示设备应采用高亮屏 并在强光下能清晰显示 5 控制器符合人机工程学设计 便于操作 6 显示设备宜具有分屏功能 同时显示可见光和红外视频进行对比 便于缺陷识别 5 7 其他功能要求 1 具有手控和自动跟踪模式 手控模式依据操作人员输入的控制信息 吊舱能够指向巡检目 标 自动跟踪模式可实现对巡检目标的锁定和自动跟踪 2 在红外和可见光视频上叠加当前日期 时间 经度 纬度 海拔高度 速度 吊舱方位角 俯仰角 具体要求见附录 B 3 具有自检功能 可在显控设备上显示自检结果 4 提供热图数据分析软件 可将热图数据转化为规定格式的文件 具体格式要求见附录 C 6光电吊舱性能指标要求 6 1 检测性能要求 1 可见光图像检测效果要求如下 表 1 可见光图像检测效果 序号序号光电吊舱种类光电吊舱种类搭载飞机平台类型搭载飞机平台类型检测效果检测效果 1 大型 有人直升机 大型无人直升机 距离目标 50m 处可清晰反映销钉级缺陷 可清晰 识别长度 10mm 的销钉 2 中型无人直升机 距离目标 30m 处可清晰反映销钉级缺陷 可清晰 识别长度 10mm 的销钉 3 中型 中型固定翼无人机 可清晰反映电力通道周边灾情 违章建筑 施工 等情况 2 红外检测效果要求 巡视距离 50m 时 检测线路设备温度的绝对误差 2K 并可判别 线路设备 0 5K 的相对温差 3 紫外检测效果要求 巡视距离 50m 时 可探测并捕捉电晕放电和表面局部放电 6 2 电源及功耗要求 5 1 电源电压 应使用机载发电机供电 28V DC 20 纹波系数 3 2 峰值功耗 低于飞机平台提供的载荷负载功率 大型吊舱 400W 中型吊舱 180W 3 平均功耗 低于峰值功耗的 80 6 3 重量和尺寸要求 重量和尺寸要求参见附录 A 6 4 维修性要求 1 平均修复时间 MTTR 0 5h 2 标准件 通用件具有良好的互换性 6 5 安全性要求 1 接口有明显的标识标志 防止误接 2 符合 QJ 2245 1992 电子仪器和设备防静电要求 3 软件符合 RTCA DO 178C Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification 6 6 保障性要求 1 需要防护的部位应采取相应的防护措施 如窗口盖 布罩等 2 供货方应提供备品备件清单 以表格形式列出备品备件的名称 重要等级 价格 采购周 期 采购途径等要素 6 7 使用环境要求 1 工作温度 20 55 2 贮存温度 20 65 3 相对湿度 90 4 光电吊舱整体防护等级参照 GB 4208 2008 外壳防护等级 IP 代码 执行 不低于 IP54 5 可在小雨 雪 环境下短暂使用 6 三防 防潮湿 防盐雾 防霉菌 设计符合 RTCA DO 160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 相关规定 6 8 电磁兼容性要求 6 1 电磁兼容设计符合 RTCA DO 160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 相关规定 在距 500kV 及以上交直流输电线路 20m 时应能正常使用 2 电缆采取屏蔽措施 高频电缆采用双层屏蔽同轴电缆 传输控制信息的电缆应采用双绞线 3 符合 HB 6167 1989 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 中对射频敏感性的相关规 定 6 9 可靠性要求 1 平均无故障时间 MTBF 大型吊舱 300h 中型吊舱 150h 2 连续工作时间 8h 3 吊舱整机使用寿命 10 年 4 电路关键部件 芯片 电机 角度传感器 滑环 陀螺等核心元器件为工业级或以上 5 红外制冷器工作时长 2000h 6 滑环工作使用寿命 5 000 000 转 6 10 陀螺稳定平台性能要求 6 10 1回转范围要求 1 方位角 360 连续 2 俯仰角 15 110 陀螺有效稳定范围为 15 85 6 10 2回转速度要求 1 角速度 60 s 2 角加速度 60 s2 6 10 3稳定和跟踪精度要求 1 大型光电吊舱稳定精度 RMS 0 025mrad 2 中型光电吊舱稳定精度 RMS 0 2mrad 3 测角精度 RMS 1mrad 4 跟踪精度 RMS 2 视场角 6 11 可见光相机性能要求 1 光学靶面对角线尺寸 26mm 7 2 有效像素 1600 万 3 镜头焦距指标要求如下表所示 表 2 镜头焦距指标要求 序号序号光电吊舱种类光电吊舱种类搭载飞机平台类型搭载飞机平台类型镜头焦距要求 定焦 镜头焦距要求 定焦 1 大型有人直升机 大型无人直升机 120mm 2 中型无人直升机 72mm 3 中型 中型固定翼无人机 18mm 50mm 4 图像存储格式为 JPEG JPEG2000 6 12 可见光摄像机性能要求 1 标清摄像机有效像素 720 H 576 V 2 高清摄像机有效像素 1920 H 1080 V 3 帧率 25fps 4 灵敏度 1 1Lux 最大增益 50 视频输出时 5 信噪比 50dB 6 光学变焦 10 倍以上 7 标清视频输出制式为 PAL 8 高清视频接口协议应支持 HD SDI GiGE CameraLink YPbPr 中的一种 6 13 红外热像仪性能要求 1 传感器类型 制冷或非制冷 2 有效像素 制冷型 320 H 240 V 非制冷型 640 H 480 V 3 帧率 25fps 4 制冷型短焦距 50mm 长焦距 200mm 非制冷型焦距 定焦 35mm 5 像元尺寸 30 m 6 热灵敏度 NETD 制冷型 50mk 非制冷型 150mk 7 视频输出格式为 PAL 6 14 紫外成像仪性能要求 1 传感器类型 全日盲型紫外探测器 8 2 最小紫外光灵敏度 3 10 18W cm2 3 紫外 可见光叠加精度 1mrad 4 帧率 25fps 5 视频输出格式为 PAL 6 图像存储格式为 JPEG 6 15 显控设备性能要求 1 显示屏尺寸 10 2 分辨率 1024 768 7光电吊舱接口要求 7 1 机械接口要求 1 吊舱转接支架 减震支架 具有震动隔离的作用 机械强度满足吊舱挂装要求 2 转接支架 减震支架 在不同飞机平台之间具有通用性和互换性 3 电缆走线充分考虑安装及检查的易操作性 布置于吊舱的侧边 4 光电吊舱与飞机平台机械接口要求见附录 D 7 2 电气接口要求 设计满足 HB 6434 2001 机载电子设备接口设计基本要求 吊舱与飞机系统的连接电缆由供货 方提供 电气接插件需采用标准航空电连接器 规格要求见附录 E 7 3 通信接口要求 通信接口要求详见附录 F 8检测试验与验收交付要求 光电吊舱应通过试验检测后验收交付 性能指标应满足要求 试验报告应由具备资质的检测机构 出具 8 1 出厂检测 出厂检测应出具相应检测报告 报告需清晰说明检测所用设备 检测依据及检测结果 出厂检测 试验必须包含但不限于以下项目 8 2 功能与性能检测 9 包含物理特性类和应用特性类检测 其中物理特性类包含尺寸 重量 表面喷涂与损伤 气密性 电压 功耗等检测 应用特性类包含可见光 红外等成像效果检测 8 3 环境适应性检测 参照 HB 6167 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 和 RTCA DO 160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 执行 试验项目必须包含但不限于以下项目 1 高低温工作试验 2 高低温贮存试验 3 振动试验 4 湿热试验 5 盐雾试验 6 霉菌试验 7 可靠性拷机试验 连续 24h 以上 8 4 电磁兼容试验 参照 HB 6167 民用飞机机载设备环境条件和试验方法 和 RTCA DO 160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment 的相关规定执行 8 5 成套性检验 检验光电吊舱全系统的完备性 包括吊舱主体 各传感器 显控设备 线缆与接插件 备品备件 其它辅助设备及附件和随机技术文件等组成内容 8 6 验收检测试验 8 7 系统适配性检测 光电吊舱 含转接支架 与飞机平台的装调 以及与数据链 地面站的联调 若有 8 8 适航认证申请 仅对于有人直升机 光电吊舱 含转接支架 及有人直升机上的固定支架由光电吊舱供货方提供 光电吊舱及固定支 架的适航认证由供货方根据用户方指定机型 向中国民用航空局申请适航证书 8 9 作业适用性检测 包括挂飞试验 验证陀螺稳定平台的稳定性能及可见光 红外 紫外等传感器的检测效果 8 10 传感器检校 10 传感器检校应在交付前进行 试验项目必须包含但不限于以下内容 1 可见光相机 综合畸变差检校 2 可见光摄像机 光轴一致性和视场检校 3 红外热像仪 非均匀校正 测温准确度标定检验 溯源 4 紫外成像仪 同步性校准 视场检验 8 11 验收 1 供货方需提供用户认可的出厂检测报告 2 对于有人直升机使用的光电吊舱 供货方需提供中国民用航空局颁发的适航证书 3 供货方需按要求运至指定地点进行验收检测试验 其中 传感器检校试验由用户指定是否 在入网验收阶段进行 检测结果合格并得到用户认可 4 在验收过程中 任意一项技术要求中的功能或性能指标未通过检测 则该光电吊舱视为不 合格 8 12 交付 验收通过后 用户根据供货方提交的全套产品及技术文件交付清单进行清点入库 完成交付 9标示 包装 运输和贮存要求 1 光电吊舱及配件的显著位置应有下列永久性标志 名称 型号 重量 出厂编号 出厂日 期和生产厂家 2 设备制造完成并通过验收后应及时包装 否则应得到切实的保护 确保其不受污损 包装 应符合铁路 公路和海运部门的有关规定 保证正常运输中不因包装问题而损坏产品 凡 因包装不良所造成产品损坏应由供货方负责 3 在包装箱外应标明 需方的订货号 发货号 产品名称 数量 型号 包装体总重量及制 造厂名 发货单位 收货单位及详细地址 4 包装应能确保各零部件在运输过程中不致遭到损坏 丢失 变形 受潮和腐蚀 5 包装箱上应有明显的包装储运图示标志 注明产品毛重 体积及 小心轻放 易碎品 向上 防潮 等字样及指示标记 6 随产品提供的技术资料 产品出厂合格证明书 出厂试验数据及安装使用说明书等 应完 整无缺 7 设备应存放在环境温度为 35 60 的无强酸碱及其他有害物质的库房中 11 8 其它包装储运要求参照 GB T 191 包装储运图示标志 执行 10使用培训 维护和保养要求 10 1 使用培训 1 供货方需对用户选派的相关人员进行培训 并配套详细的技术资料 操作使用手册和培训 教材 技术培训应包括设备构成 技术指标 工作原理 设备安装 设备操作 设备维护 注意事项等内容 培训计划和内容应得到使用单位认可 应在产品交付前完成培训 2 在现场使用初期 供货方应为使用单位提供至少 5 次现场飞行技术指导 10 2 维护与保养 供货方应提供详细的设备维护保养手册 明确光电传感器检校周期 供货方负责技术支持服务 具体内容包括质量保证期内的服务和寿命期内维修服务 10 3 质量保证期内的服务 1 质量保证期内 2 年及以上 质量保证期应在合同中明确规定 供货方应设立专人提供 技术支持与服务 设立维修电话 2 设备故障报告后 应在 24h 内做出响应 必要时 48h 之内派维修人员到现场处理故障 3 设备如需返厂维修 维修时间不超过两周 否则提供替代作业设备 4 除未按操作规程要求或人为性造成设备损坏外 质量保证期内应免费修理 10 4 寿命期内维修服务 1 在质量保证期外 供货方仍需有专业人员对设备提供技术支持与服务 2 设备故障报告后 应在 24h 内做出响应 必要时应派维修人员到现场处理故障 10 5 其它要求 1 供货方应建立完善的售后服务体系 做好售后服务工作 当光电吊舱 含转接支架 需适 配新的机型时 供货方应配合申请适航证书 2 当国家通用航空领域的法律 法规对光电吊舱 含转接支架 的使用提出新的要求时 供 货方应配合满足相关规定 3 供货方应建立完备的设备档案 包括但不限于已供货的设备硬软件版本 出厂和入网检测 报告 历史故障记录 历史维护记录等 12 附录附录 A A 光电吊舱分类 光电吊舱分类 规范性附录 根据使用条件 任务机型和任务特点 常用的光电吊舱分类如下表所示 表 A 1 常用光电吊舱分类 光电吊舱尺寸光电吊舱尺寸 光电吊光电吊 舱分类舱分类 重量重量 G G 含 含 转接支架 转接支架 光电吊舱组合类型光电吊舱组合类型 建议搭建议搭 载飞行载飞行 平台平台球体直径高度 大型 10kg G 3 7kg 可见光相机 可见光 摄像机 红外热像仪 陀螺稳定平台 可见光摄像 机 红外热像 仪 陀螺稳定 平台 紫外成像 仪 陀螺稳 定平台 有人直 升机 大 型无人 直升机 400mm 580mm 可见光相机 可见光 摄像机 陀螺稳定平 台 红外热像仪 陀螺稳定平 台 红外热像 仪 可见光 摄像机 陀 螺稳定平 台 中型无 人直升 机 中型 G 10kg 可见光相机 可见光 摄像机 陀螺稳定平 台 可见光相机 可见光摄 像机 中型固 定翼无 人机 280mm 400mm 注 上表中光电吊舱载荷尺寸要求均按球形提出 安装面以上部分高度均不超过 50mm 若为其它形状按照相应尺 寸接近即可 13 附录附录 B B 视频显示要求 视频显示要求 规范性附录 B 1 显示格式要求 表 B 1 显示格式要求 序号序号显示信息显示信息显示格式要求显示格式要求举例举例 1 日期 MM DD YY12 15 2014 2 时间 HH MM14 20 3 经度E 30 E 东经 W 西经 E 30 123456 4 纬度S 40 S 南纬 N 北纬 N 40 123456 5 海拔高度 H H 50m 6 速度 V V 20m s 7 吊舱方位角 A A 50 21 8 吊舱俯仰角 P P 60 22 B 2 显示位置要求 图 B 1 显示位置示意图 14 附录附录 C C 热图数据转化输出文件格式要求 热图数据转化输出文件格式要求 规范性附录 红外热像仪存储的原始热图数据 经配套热图数据分析软件加载 可转化为特定格式的文件输出 其输出文件格式要求为二进制 文件命名要求为 ir 当前日期 当前时间 转化输出序 号 1 1000 扩展名 dat 例如 2014 年 1 月 6 日 22 时 59 分 03 秒转化输出的第 10 幅红外热图数 据 则命名为 ir 20140106225903 10 dat 转化输出文件格式说明如下表所示 表 C 1 热图数据转化输出文件格式 文件组成文件组成占用行号占用行号占用字节数占用字节数说明说明 文件头 017 前 4 个字节为固定文件头 0 x01 0 xBC 0 x 5A 0 x F6 接着 4 个字节 自定义 分别为图像有效像素列数 图像长 图像有效像素行数 图像宽 像素有效比特数 厂商代号 接着 4 个字节为保留字 节 默认填充 0 x 00 最后 1 字节为换行符 0 x0A 有效热图数 据 1 图像有效 像素行数 图像有效像素列 数的 2 倍 1 每行热图数据依行序转化 每个像元热图数据占用 2 字节 高比特 位补 0 则每个图像有效像素行占用 2 倍的图像有效像素列个字节 最后 1 字节为换行符 0 x0A 15 附录附录 D D 机械接口要求 机械接口要求 规范性附录 D 1 光电吊舱与飞机平台连接方式 光电吊舱与飞机平台连接方式有以下四种 1 吊舱与飞机直连安装 图 D 1 吊舱与飞机直接连接方式一示意图 2 吊舱 吊舱顶面高于飞机支架 与飞机直连安装 图 D 2 吊舱与飞机直接连接方式二示意图 3 吊舱通过转接支架与飞机连接安装 16 图 D 3 吊舱通过支架与飞机连接方式一示意图 4 吊舱 吊舱顶面高于飞机支架 通过转接支架与飞机连接安装 图 D 4 吊舱通过支架与飞机连接方式二示意图 本标准规范规定吊舱支架或转接支架与有人直升机飞机支架连接的机械接口要求 主要包括螺钉 尺寸 型号及安装孔位置要求 D 2 大型光电吊舱与有人直升机平台机械接口 大型光电吊舱与有人直升机飞机平台的连接方式应包含四个安装孔 安装孔位螺钉要求 M8 内 六角圆柱头螺钉 M8 自锁螺母或者 M8 型六角螺母 8 平垫和 8 弹垫组合 尺寸要求如下图所 示 1 安装孔之间距离为 290mm 17 2 飞机支架中间开口形状不限 可通过直径为 300mm 的圆 3 若吊舱顶面高于飞机支架 直径不大于 300mm 图 D 5 大型吊舱与有人直升机连接方式示意图 D 3光电吊舱与无人机平台机械接口 光电吊舱与无人机平台之间的机械接口通过转接支架进行连接 转接支架根据无人机开口尺寸和 光电吊舱尺寸进行定制 对于大型无人机使用的光电吊舱在转接支架设计时 应同时考虑装载在有人 直升机上的互换性 18 附录附录 E E 电气接口要求 电气接口要求 规范性附录 光电吊舱电气接口 1 含电源与通信信号部分 应满足以下规定 采用 J599 系列航空电连接 器 吊舱端插座型号为 J599 24FC35PN 配对插头型号为 J599 26FC35SN 线序定义及说明备注 如下表所示 表 E 1 光电吊舱电气外接口 1 线序表 管脚管脚定义定义备注备注 01Reserved 保留 02Reserved 保留 03Reserved 保留 04Reserved 保留 05DGND 数字地 06TXD RS422 吊舱发送 07TXD RS422 吊舱发送 08RX RS422 吊舱接收 09RX RS422 吊舱接收 10DGND 数字地 11Reserved 保留 可用于数字信号传输或调试 12Reserved 保留 可用于数字信号传输或调试 13Reserved 保留 可用于数字信号传输或调试 14 28V 飞机电源 15 28V 飞机电源 16 28V 飞机电源 17 28V 飞机电源 18PGND 电源地 19PGND 电源地 20PGND 电源地 21PGND 电源地 22Reserved 保留 可用于数字信号传输或调试 光电吊舱电气接口 2 仅含视频信号 应满足以下规定 采用 J599 系列航空电连接器 吊舱 端插座型号为 J599 20FE27SN 配对插头型号为 J599 26FE27PN 线序定义及说明备注如下表所 示 表 E 2 光电吊舱电气外接口 2 线序表 管脚管脚定义定义备注备注 01SD SDI 标清串行数字视频信号传输 02HD SDI 高清串行数字视频信号传输 19 管脚管脚定义定义备注备注 03Y 模拟色差 Y 分量视频信号传输 04Pb 模拟色差 Pb 分量视频信号传输 05Pr 模拟色差 Pr 分量视频信号传输 06PAL 标清 PAL 视频信号传输 07PAL 标清 PAL 视频信号传输 20 附录附录 F F 通信接口要求 通信接口要求 规范性附录 F 1 控制接口 1 控制接口采用 RS422 全双工串口 用于发送吊舱遥控数据和接收吊舱遥测信息 2 波特率应设置为 19 2kbps 字节定义为每字节 8 个数据位 1 个起始位 1 个停止位 无 奇偶校验位 F 2 报文规约 F 2 1光电吊舱下行数据 1 发送周期 T 40ms 2 帧长 20 字节 3 下行数据字节定义如下图 3 所示 字节1字节2字节19字节20字节3 起始代码1起始代码2数据检验和 图 F 1 下行数据字节示意图 4 报文定义如下表所示 表 F 1 光电吊舱下行协议 字节字节类型类型说明说明 1EB 2 帧头 90 3 系统方位角高 8 位 4 系统方位角低 8 位 最高位为符号位 范围为 0 360 5 系统俯仰角高 8 位 6 系统俯仰角低 8 位 最高位为符号位 范围为 15 110 7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0bit 7 视场角大小 0 电 视 1 红 外 视场大小 01H 08H 为电视档位 81H 82H 为红外档位 8 19 备用自定义 默认 00H 20 校验和3 19 字节的和 取低 8 位 F 2 2光电吊舱上行数据 1 事件发送 在操纵杆控制有效状态下 T 40ms 2 帧长 32 字节 21 3 上行数据字节定义如下图 4 所示 字节1字节2字节31字节32字节3 起始代码1起始代码2数据检验和 图 F 2 上行数据字节示意图 4 报文定义如表 4 所示 表 F 1 光电吊舱上行协议 字节字节类型类型说明说明 1EB 2 帧头 90 3 31 备用自定义 默认 00H 32 校验和3 31 字节的和 取低 8 位 F 2 3图像接口 图像数据采用离线传输方式 采用标准 USB 接口 传输速率不低于 60Mbps 在离线状态下读取 可见光相机照片 红外热像仪的热图数据 22 附录附录 G G 核心元器件产品等级列表 核心元器件产品等级列表 参考性附录 供货方应提供光电吊舱核心元器件的制造方的产品质量等级 包括但不限于以下主要核心元器件 表 G 1 主要核心元器件 序号序号核心元器件核心元器件制造方制造方产品型号产品型号产品等级产品等级 1 电机 2 角度传感器 3 滑环 4 陀螺 5 红外制冷器 I 架空输电线路机巡光电吊舱技术规范架空输电线路机巡光电吊舱技术规范 编写说明编写说明 1任务来源及工作过程 为规范架空输电线路有人直升机 无人机巡检用光电吊舱的要求 指导中国南方电网有限责任公司 以下简称 公司 有人直升机 无人机巡检用光电吊舱的设备选型 试验验收 产品包装运输等方 面的工作 公司生产设备管理部提出编制 架空输电线路机巡光电吊舱技术规范 南方电网科学研究 院有限责任公司 2013 年 5 月成立了编写小组 编写小组对该标准的编写原则和主要内容等问题进行了 研讨 并依据国家和行业有关标准 规程和规范 形成了 架空输电线路光电吊舱技术规范 初稿 后经内部审查 形成送审稿 2014 年 1 月公司生产设备管理部组织专家对其进行了专家评审 2编写原则 本标准在遵循与国家和行业有关标准 规程协调一致的基础上 结合国内外光电吊舱制造能力以 及价格水平 根据架空输电线路直升机 无人机巡检的实际需求而制定 在光电吊舱的技术要求上 主要考虑以下几方面 1 光电传感器配置及参数满足现场实际巡检需求 2 设计合理 性能稳定 维护便利 使用寿命满足要求 3 具有良好的互换性和通用性 4 获取的巡检数据利于后期处理和应用 3主要内容 本标准共分 10 章 6 个规范性附录 1 个参考性附录 分别是 第 1 章 适用范围 第 2 章 规范性引用文件 第 3 章 术语及定义 确立和定义适用于本标准的相关术语 第 4 章 光电吊舱组成与分类 第 5 章 光电吊舱功能要求 主要针对光电吊舱的主要功能分项描述 第 6 章 光电吊舱性能指标要求 主要对其探测性能 电气性能 外观性能 质量性能 稳定平台 性能 传感器 可见光相机 可见光摄像机 红外热像仪 紫外成像仪 性能 显控设备性能提出了 要求 第 7 章 光电吊舱接口要求 针对光电吊舱对外接口作出规定 包括机械接口 通信接口 电气接 口等 第 8 章 检测试验与验收交付要求 对出厂检测试验 入网检测试验 验收与交付内容作出了规定 II 第 9 章 包装 运输和存储要求 主要对任务载荷设备的包装 运输和存储进行规定 第 10 章 培训 维护和保养要求 主要对任务载荷设备的售后和应用保障要求进行规定 附录 A 规范性附录 光电吊舱分类 根据任务机型和任务特点 给出常用光电吊舱类型的重量 尺寸 传感器配置和适用飞行平台组合配置建议 附录 B 规范性附录 视频显示要求 对实时显示的视频格式及位置做了规定 附录 C 规范性附录 热图数据转化输出文件格式要求 对红外热像仪存储的原始热图数据经配套 热图数据分析软件加载转化的文件格式做了规定 附录 D 规范性附录 机械接口要求 对光电吊舱与有人直升机 无人机的连接尺寸做了要求 附录 E 规范性附录 电气接口要求 考虑安全紧固性 系统兼容性 功能扩展性等因素 对光电 吊舱厂家自定接口与有人直升机 无人机系统之间的电气外接口作出统一化要求 附录 F 规范性附录 通信接口要求 对光电吊舱厂家自定接口与有人直升机 无人机系统之间的通 信接口作出统一化要求 附录 G 参考性附录 核心元器件产品等级列表 为了保证产品质量 建议在采购时要求供货商提 供光电吊舱主要元器件的等级 4光电吊舱的组成与分类 1 有人直升机和大型无人直升机能够承载较大的任务载荷 光电吊舱配置 2 3 类高分辨率传感 器 长焦距镜头 高精度稳定平台 使飞机在较远的距离完成巡检任务 有利于飞行安全 2 中型无人直升机体积小 重量轻 起降方便 但只能承载较小的任务载荷 光电吊舱配置 1 2 类传感器 稳定平台 在近距离完成巡检任务 工作方式机动灵活 3 中型固定翼无人机环境适应性强 飞行速度快 主要用于高海拔地区及恶劣气象条件的应急 抢修 灾情判别 光电吊舱配置可见光传感器 广角镜头 完成大范围电力设备的快速巡查 5光电吊舱功能要求说明 可见光相机的用途是得到输电线路的高清图像 考虑到有人直升机与无人机通用性 要求相机支 持手控与自动拍照 考虑到成像质量 要求自动对焦 考虑到不同机型作业的安全距离和对线路杆塔 销钉 螺栓等不同元件巡视目标的差异 要求镜头可更换 考虑到相机实时传输的技术难度 要求自 身能保存图像 可见光摄像机的用途是得到实时回传视频 考虑到应急抢险的应用需求 要求视频能实时传输 考虑到巡检过程中的灵活性 兼顾线路普查和详查 要求镜头焦距可调节 并且摄像机参数能够自动 和手动控制 考虑到摄像视频的数据可靠性 要求机载端保存记录 红外热像仪的用途主要是检测输电线路发热性缺陷 考虑到成像分辨率和灵活性 要求红外热像 仪具备自动对焦功能 考虑到红外图像的视觉观察效果 要求红外热像仪支持伪彩色显示 红外热像 仪支持温度显示与高温点标示 考虑到红外检测的数据可靠性 要求机载端保存记录 III 紫外成像仪主要用途是电晕等放电点检测 考虑到放电点目标区域可见性 要求紫外和可见光双 通道同步成像 考虑到检测的有效性 要求在安全巡视距离可检测到放电 考虑到紫外故障检测的实 时性 应要求同步视频回传 考虑到紫外检测的数据可靠性 要求机载端保存记录 稳定平台的作用一是隔离飞机振动影响 稳定视场光轴 二是使传感器的方位角和俯仰角可灵活 调节 因此需要对相应功能作出要求 显控设备 作为光电吊舱必备的配套设备 装备于有人直升机机载或无人机地面站 考虑到显控 设备应具备的遥控与遥测功能和视频影像的浏览 记录功能 分别对其作出要求 配套软件针对各功能的实现进行要求 对其他要求 主要考虑了光电吊舱的人机交互操作和应用可靠性 作出相应功能要求 6光电吊舱性能指标要求说明 对于可见光检测 考虑到大型有 无人直升机作业安全距离较大 中型无人机作业安全距离较小 但都应能识别到 10mm 销钉级缺陷 对于中型固定翼无人机 主要考虑用可见光进行通道巡视 对于 红外检测 在巡视安全距离较大的大型有 无人直升机配置灵敏度高的致冷或非致冷红外热像仪 大型 光电吊舱 由于飞机承载重量的原因 在中型无人机直升机配置非致冷红外 中型光电吊舱 对于 紫外检测 主要依据美国相关电力作业部门在紫外成像巡检中放电强度和检测光子数关系的权威统计 结果提出相应要求 供电接口采用通用的飞机电源供电 电压为 28V 目前大部分载荷设备的工作电压也是 28V 对 吊舱功耗 分为常用的大型和中型机配置 分别提出量化指标要求 可靠性指标方面 采用平均无故障时间衡量 其计算方法分为推估法和实证法两类 前者是理论 估计或用专业软件计算 后者是通过高温加速与温度循环 采用加速应力方式在实验室环境进行实测 验证产品长期可靠度 因此更准确 本规范中的规定是采用后者方法 按照出厂前实验室严格测试下 的指标 是各关键件平均无故障时间的串行累计 故时间会较小 连续工作时长和使用寿命也都是根 据载荷系统中的最短工作时长和最短寿命件作的规定 可靠性指标相关定义和统计评估方法可参考 GJB451A 可靠性维修性保障性术语 MTBF Hour 2 测试台数 实测小时 热加速系数 信心指数 其中热加速系数和环境温度有关 信心指数和测试样品台数的不良率及客户要求的信心度有关 对于光电吊舱核心元器件要求 电器关键部件 芯片 电机 角度传感器 滑环 陀螺等元器件 是光电吊舱的核心元器件 吊舱使用环境及可靠性要求决定了其元器件的等级 目前元器件一般分为 军工级 工业级和商业级三类 按照工作温度范围划分 军工级 55 150 工业级 40 85 商业级 0 70 所以光电吊舱的元器件要求在工业级或以上 滑环为光电吊舱产品常 用的一种元器件 作用是轴系 360 连续旋转的电气连接 滑环类型和使用条件的不同 其使用寿命不 同 根据目前国内工业级或以上滑环厂家的使用说明 一般工作使用寿命不低于 5000000 转 光电吊 IV 舱的整体防护等级为 IP54 或以上 IP54 等级指即具备防尘功能 虽不能完全防止灰尘侵入 但侵入的 灰尘的量并不会影响设备的正常操作 同时可防止各方向飞溅的水侵入 维修性指标方面 采用平均修复时间衡量 主要是确认设备失效发生和维护