无人机电力巡检项目教程 课件 项目4 配电线路无人机红外巡检及缺陷识别

2024架空配电线路配电线路无人机红外巡检及缺陷识别任务描述

使用M30T无人机挂载H20T云台对10kV架空配电线路。配电网概念

配电网(简称配网)：是指从输电网或地区发电厂接收电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网，是在电力网中起重要分配电能作用的网络。配电网分类按电压等级不同：分为高压配电网、中压配电网和低压配电网；按供电地域特点不同或服务对象不同：分为城市配电网和农村配电网；按配电线路不同：分为架空配电网、电缆配电网及架空电缆混合配电网。本任务中的10KV架空配电线路属于中压配电网。供电线路长，分布面积广；发展速度快,用户对供电质量要求高,对供电的可靠性要求较高；配电网接线较复杂，必须保证调度上的灵活性、运行上的供电连续性和经济性；随着配电网自动化水平的提高，对供电管理水平的要求也越来越高。配电网特点

基于配电网以上特点，使用无人机巡检极大提升了缺陷识别的准确性和效率，为配电网的安全稳定运行提供有力保障。架空配电网设备10kV配电变压器：是一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压(电流)变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压(电流)的设备。按照铁芯和绕组的绝缘方式不同,配电变压器可分为油浸式配电变压器和干式配电变压器。架空配电网设备图1油浸式配电网变压器图2干式配电网变压器10kV户外柱上开关：主要功能是隔离电源，确保线路或设备在维护、检修时的安全。通常用于电路的明显断开点，确保线路无电。架空配电网设备图3户外柱上开关10KV跌落式熔断器：被广泛应用于10kV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。是一种简单的过载及短路保护装置，通常与柱上负荷开关配合使用。架空配电网设备图4跌落式熔断器柱上负荷开关：能够在正常工作条件下闭合和断开一定容量的负荷电流。架空配电网设备图5柱上负荷开关柱上断路器：能够检测和快速断开故障电流，包括过载和短路电流，能自动保护电网。架空配电网设备图5柱上断路器避雷器：避雷器是连接在导线和地之间的一种防止雷击的设备，通常与被保护设备并联。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。架空配电网设备图6

避雷器电流互感器：主要用于测量和监测电路中的电流。它的核心作用是将高电流按比例转换为低电流。架空配电网设备图7

电流互感器电压互感器：主要用于测量和监测电路中的电压。它的核心作用是将高电压按比例转换为低电压。架空配电网设备图8

电压互感器2024配电网无人机红外巡检配电线路无人机红外巡检及缺陷识别任务描述

使用M30T无人机挂载H20T云台对10kV架空配电线路。无人机红外巡检

在自然界中，任何物体只要其温度高于绝对零度（-273.15℃）,都会不断地向周围空间辐射红外线，这是热红外成像技术得以实现的根本物理基础。

热红外成像系统的核心工作流程，是通过专业的红外热成像技术，对目标物体辐射出的红外能量进行精准捕捉与测量。​配电线路红外巡检作业相关要求(1)人员要求

红外检测属于设备带电检测，检测人员应具备以下条件：熟悉红外诊断技术的基本原理和诊断程序，了解红外热像仪的工作原理、技术参数和性能，掌握热像仪的操作程序和使用方法。了解被检测设备的结构特点、工作原理、运行状况和导致设备故障的基本因素。接受过红外热像检测技术培训，并经相关机构培训合格。具有一定的现场工作经验，熟悉并能严格遵守电力生产和工作现场的有关安全管理规定。配电线路红外巡检作业相关要求(2)检测环境条件要求一般检测要求如下。被检设备是带电运行设备，应尽量避开视线中的封闭遮挡物，如门和盖板等。环境温度一般不低于5℃，相对湿度一般不大于85%；天气以阴天、多云为宜，夜间图像质量为佳；不应在雷、雨、雾、雪等气象条件下进行，检测时风速一般不大于5m/s。户外晴天要避开阳光直接照射或反射进入仪器镜头，在室内或晚上检测应避开灯光的直射，宜闭灯检测。检测电流致热型设备，最好在高峰负荷下进行。否则，一般应在不低于30％的额定负荷下进行，同时应充分考虑小负荷电流对测试结果的影响。配电线路红外巡检作业相关要求（3）飞机巡线检测基本要求除满足一般检测的环境要求和飞机适航的要求外，还满足以下要求：禁止夜航巡线，禁止在变电站和发电厂等上方飞行。飞机飞行于线路的斜上方并保证有足够的安全距离，巡航速度以50km/h~60km/h亦为宜。红外热成像仪应安装在专用的带陀螺稳定系统的吊舱内。配电线路红外巡检作业相关要求（4）红外设备要求红外相机应具备足够高的分辨率，以捕捉电力设备中细微的温度变化和故障痕迹，分辨率至少在640x480像素。红外相机应覆盖8~14μm红外波段，以适应不同电力设备的温度变化，测温范围覆盖-20℃~+350℃。红外相机应具备高灵敏度，以确保能够准确检测到温度异常，在环境温度30℃下灵敏度优于50mK。红外相机应具备较宽的动态范围，以获取更清晰的图像细节。配电线路红外巡检作业相关要求（5）红外采集要求在保证安全条件下，红外设备宜尽量靠近被测设备，以提高设备测温精度，无人机距离被测目标的距离应保持在5-10m,不同电压设备无人机拍摄安全距离见表4.2，被测目标最少要有3*3个像素。采用19~25mm焦距无人机红外设备时，测试距离宜不超过10m;；采用50mm焦距无人机红外设备时，测试距离宜不超过20m。配电线路红外巡检作业相关要求（5）红外采集要求人机红外设备数据采集角度优先使用仰拍角度，宜调整至30~50°，调整合适的方向，将被摄目标置于纯净的天空背景中，避免地面和植被等复杂环境带来画面与温度上的干扰。无人机红外设备稳定后，操作遥控器调节合适增益，并保证图像清晰、完整。无人机红外巡检电力设备拍摄规则应遵循输变配相关作业导则及标准。数据采集应记录设备增益、温湿度、采集距离、对焦状态等参数。配电线路红外巡检作业相关要求（6）红外数据格式及质量要求红外图像推荐采用R-JPEG格式存储，要保留采集的温度信息。红外通用数据文件存储格式见DL/T664的规定。录制的视频格式推荐采用MP4格式，记录存储下温度信息，视频分辨率不低于640(H)×480(V)，帧率不低于30Hz。数据采集时应调整合适焦距，使红外图像清晰，测温设备在镜头视野范围内。可见光拍摄图像清晰，不发生曝光异常或虚焦模糊等现象。2024配电线路红外巡检作业流程配电线路无人机红外巡检及缺陷识别任务描述

使用M30T无人机挂载H20T云台对10kV架空配电线路。红外巡检作业流程

在架空配电线路中，无人机红外巡检主要是利用无人机搭载红外检测设备，深度挖掘设备本体缺陷和隐患，检查线路本体设备上是否存在导线、地线、金具、绝缘子发热情况。

作业流程分为三步：作业准备、作业实施和数据处理。红外巡检作业流程作业准备：包括资料查阅、现场勘察、工作票(单)办理、装备出库领用。作业实施：包括作业现场布置、装备航前检查、无人机起飞、检测任务执行、无人机返航回收、装备入库归还。数据处理：包括成果数据整理、检测结果判定、缺陷报告出具。

无人机红外巡检作业流程如下图所示。红外巡检作业流程图

无人机红外巡检作业流程作业准备资料查阅

查阅配电线路图纸资料,提前了解配电线路走向、配电线路设备规模。

现场勘察

巡检前,工作负责人到巡检线路现场进行勘察,核对巡检线路名称及杆塔编号；检查作业区域和飞行空域是否符合相关管理办法的规定；提前了解作业现场当天的天气情况,决定能否进行作业；观察巡检区段实际地形地貌及海拔变化,巡检线路是否存在交叉跨越情况或邻近其他线路，线路通道及附近是否有道路、建筑、树竹、水域、基站、禁飞区及人口密集区等；初步选取合适的起降场地(建议多选几个场地备用)。作业准备工作票(单)办理

完成现场勘察后，申请工作票(单)，填写相关信息。装备出库领用

根据任务需求，工作负责人向库房管理员提交领用准备申请，由库房管理员负责对出库设备的数量、规格、型号及备品备件等信息进行核查，做好出库记录后方可前往作业现场；工作负责人对出库的无人机本体、电池和其他模块等进行核对及检查，确保操作功能正常、电池电量充足,以满足巡检作业要求。作业实施作业现场布置

选择合适的起降场地,原则如下。

宜选择地势较为平坦、无影响降落的植被的场地,场地应满足无人机自主起降条件；宜选择能通视巡检线路或能看到杆塔基础与杆塔塔身、信号遮挡较少的位置；尽量避免选择周围有高大建筑、线路或树竹等障碍物,或地下存在电缆等干扰源的场地,以保证巡检全过程的遥控、通信质量良好；尽量避免将起降场地设在巡检线路或无人机飞行路线下方、交通繁忙道路及人口密集区附近。作业实施装备航前检查

严格按照无人机操作规范及使用说明书要求组装或检查无人机、云台、图传信号、卫星信号、RTK信号及通信设备。重点检查无人机的连接部件是否牢固、转动部件是否灵活、电池电量是否充足、系统自检是否正常、云台自检是否正常、相机模块功能是否正常等。作业实施参数设置

无人机红外巡检参数设置如下表所示。参数设置增益模式高增益模式调色盘热铁、铁红、描红红外测温参数依据真实情况设置传感器灼伤保护开启高温报警依据巡检工作性质设置自送FFC（平场校正）开启作业实施杆塔红外巡检

杆塔精细化巡检可以采取手动控制和自主飞行的方式进行开展，采取自主飞行方式需要使用对应的飞控App完成航线导入、航线上传操作，自主完成巡检作业。手动控制方式下,工作人员自主操控无人机按照既定的飞行及巡检拍摄要求进行相应拍摄工作。

作业实施杆塔红外巡检

拍摄距离：自主飞行方式下,无人机应与配电线路及外部其他设施、设备保持足够的安全距离，夜间作业时需要额外考虑夜间视野不清晰、人员对周围环境灵敏度下降等因素，增加安全距离。若采用手动控制方式，考虑到人员操作水平和经验，应留足安全裕度,确保飞行安全。作业实施杆塔红外巡检

拍摄角度：拍摄角度的选择总体上遵循“主体明确、背景单一、画幅饱满”的原则进行。对于一般目标,应优先使用云台上仰角度,尽量以纯净的天空为背景进行拍摄，避免以塔材、建筑物、植被等为背景使得目标设备难以辨认,甚至在后续的分析处理环节中难以进行数值测量。作业实施杆塔红外巡检

降低飞行高度：无人机需要降低高度飞行时,摄像头应垂直向下,当遥控器显示屏可以清晰观察到下降路径情况时方可降低飞行高度，降低飞行高度前应规划好无人机升高线路,避免无人机撞击上侧盲区物体。

转移作业地点：无人机转移作业地点前,应上升至高于线路及转移路径上全部障碍物的高度，再沿直线向前飞行。数据处理

数据处理包括：成果数据整理、检测结果判定、缺陷报告出具。具体内容下一小节介绍。2024配电线路红外巡检作业流程配电线路无人机红外巡检及缺陷识别任务描述

使用M30T无人机挂载H20T云台对10kV架空配电线路。红外巡检作业流程

在架空配电线路中，无人机红外巡检主要是利用无人机搭载红外检测设备，深度挖掘设备本体缺陷和隐患，检查线路本体设备上是否存在导线、地线、金具、绝缘子发热情况。

作业流程分为三步：作业准备、作业实施和数据处理。红外巡检作业流程作业准备：包括资料查阅、现场勘察、工作票(单)办理、装备出库领用。作业实施：包括作业现场布置、装备航前检查、无人机起飞、检测任务执行、无人机返航回收、装备入库归还。数据处理：包括成果数据整理、检测结果判定、缺陷报告出具。

无人机红外巡检作业流程如下图所示。红外巡检作业流程图

无人机红外巡检作业流程作业准备资料查阅

查阅配电线路图纸资料,提前了解配电线路走向、配电线路设备规模。

现场勘察

巡检前,工作负责人到巡检线路现场进行勘察,核对巡检线路名称及杆塔编号；检查作业区域和飞行空域是否符合相关管理办法的规定；提前了解作业现场当天的天气情况,决定能否进行作业；观察巡检区段实际地形地貌及海拔变化,巡检线路是否存在交叉跨越情况或邻近其他线路，线路通道及附近是否有道路、建筑、树竹、水域、基站、禁飞区及人口密集区等；初步选取合适的起降场地(建议多选几个场地备用)。作业准备工作票(单)办理

完成现场勘察后，申请工作票(单)，填写相关信息。装备出库领用

根据任务需求，工作负责人向库房管理员提交领用准备申请，由库房管理员负责对出库设备的数量、规格、型号及备品备件等信息进行核查，做好出库记录后方可前往作业现场；工作负责人对出库的无人机本体、电池和其他模块等进行核对及检查，确保操作功能正常、电池电量充足,以满足巡检作业要求。作业实施作业现场布置

选择合适的起降场地,原则如下。

宜选择地势较为平坦、无影响降落的植被的场地,场地应满足无人机自主起降条件；宜选择能通视巡检线路或能看到杆塔基础与杆塔塔身、信号遮挡较少的位置；尽量避免选择周围有高大建筑、线路或树竹等障碍物,或地下存在电缆等干扰源的场地,以保证巡检全过程的遥控、通信质量良好；尽量避免将起降场地设在巡检线路或无人机飞行路线下方、交通繁忙道路及人口密集区附近。作业实施装备航前检查

严格按照无人机操作规范及使用说明书要求组装或检查无人机、云台、图传信号、卫星信号、RTK信号及通信设备。重点检查无人机的连接部件是否牢固、转动部件是否灵活、电池电量是否充足、系统自检是否正常、云台自检是否正常、相机模块功能是否正常等。作业实施参数设置

无人机红外巡检参数设置如下表所示。参数设置增益模式高增益模式调色盘热铁、铁红、描红红外测温参数依据真实情况设置传感器灼伤保护开启