一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，方法包括以下步驟：設定測試區(qū)域風場環(huán)境；調節(jié)風速，對無人直升機進行試驗；調節(jié)風速上升速率，對無人直升機進行試驗；對無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力進行檢測和評價。本發(fā)明提供一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，能在現(xiàn)場實地對無人直升機的抗風能力進行測試，確保無人直升機巡檢系統(tǒng)和線路本體設備的安全。
【專利說明】一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輸變電設備運行狀態(tài)檢修領域，具體涉及一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法。
【背景技術】
[0002]在電力系統(tǒng)中，無人機主要用于巡視輸電線路設備本體及通道走廊，檢測設備和通道缺陷。無人機種類繁多，按機型可分為固定翼無人機、無人直升機，兩種機型均在輸電線路巡檢中有不同方面的應用。其中，固定翼無人機側重于開展輸電線路通道巡檢、災情普查，可快速發(fā)現(xiàn)通道內(nèi)固定或流動作業(yè)、山火、違章建筑等外破隱患，在災害情況下可迅速確定受災范圍，評估受災情況。無人直升機側重于開展輸電線路單塔或區(qū)段巡檢、故障巡檢，易于發(fā)現(xiàn)線路桿塔瓶口以上缺陷。
[0003]輸電線路無人直升機巡檢作業(yè)時，懸停在離線路設備5_30m的位置，對線路本體設備進行拍攝。突發(fā)大風情況下，若無人直升機的抗風能力不好，容易導致無人直升機損毀電力設備。目前，暫無無人直升機巡檢系統(tǒng)相關檢測方法的標準，無人直升機巡檢系統(tǒng)的標稱抗風能力并不能代表實際作業(yè)中無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力。
[0004]近年來，電力系統(tǒng)正在逐步推廣應用輸電線路無人機巡檢作業(yè)模式。無人機飛行受外界環(huán)境影響大，特別是山區(qū)等惡劣氣象環(huán)境下的突發(fā)陣風可能導致無人機發(fā)生事故，巡檢作業(yè)存在安全風險。
[0005]現(xiàn)有風洞主要用于在設計階段無人機氣動特性的優(yōu)化，無人機標稱抗風能力并不能反映實際作業(yè)時的抗風情況，因此國內(nèi)外暫無輸電線路無人機巡檢系統(tǒng)抗風性能檢測技術。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，能在現(xiàn)場實地對無人機的抗風能力進行測試，確保無人機巡檢系統(tǒng)和線路本體設備的安全。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
[0008]本發(fā)明提供一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，所述方法包括以下步驟:
[0009]步驟1:設定測試區(qū)域風場環(huán)境；
[0010]步驟2:調節(jié)風速，對無人直升機進行試驗；
[0011]步驟3:調節(jié)風速上升速率，對無人直升機進行試驗；
[0012]步驟4:對無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力進行檢測和評價。
[0013]所述步驟I中，先建立敞開式風場環(huán)境，劃定正方形的測試區(qū)域，并在測試區(qū)域四個角落分別放置風機，并安裝風速風向控制系統(tǒng)；并啟動風速風向控制系統(tǒng)，保證測試區(qū)域無風。
[0014]所述測試區(qū)域大于等于20m*20m。
[0015]所述風速風向控制系統(tǒng)控制四個風機，調節(jié)測試區(qū)域的風速和風向，實現(xiàn)風速在O?15m/s范圍內(nèi)可調節(jié)，風速上升速率可調節(jié)，風向能夠隨機變化。
[0016]所述步驟2具體包括以下步驟:
[0017]步驟2-1:無人直升機巡檢系統(tǒng)自檢完畢后，無人直升機開始起飛，其在指定位置定點懸停，指定位置為測試區(qū)域中心，且離地高度1m ；
[0018]步驟2-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，風速上升速率設定為每60s上升lm/s，調節(jié)風速使風速由O開始均勻上升，上升至為lm/s時停止上升，維持60s時間內(nèi)風速不變；再以相同的風速上升速率使風速上升至2m/s，同樣維持60s時間內(nèi)風速不變；以此類推，調節(jié)風速，直至風速為15m/s ；
[0019]步驟2-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再增加風速，結束本次試驗，無人直升機降落。
[0020]所述步驟3具體包括以下步驟:
[0021]步驟3-1:無人機直升機再次起飛，在指定位置定點懸停；
[0022]步驟3-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，調節(jié)風速和風速上升速率，先使風速由O開始上升，風速上升的速率設定為每60s上升Im/s，以同樣的風速上升速率維持120s，使風速上升至2m/s ;然后調節(jié)風速上升速率使其增加到每40s上升lm/s并維持120s，使風速上升至5m/s ;再調節(jié)風速上升速率使其增加到每20s上升lm/s并維持120s，使風速上升至I lm/s ;最后調節(jié)風速上升速率使其增加到每1s上升lm/s并維持40s,使風速上升至15m/s ；
[0023]步驟3-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再調節(jié)風速上升速率，結束本次試驗，無人直升機降落。
[0024]所述步驟4中，在持續(xù)穩(wěn)定風速的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速；在持續(xù)穩(wěn)定風速上升速率的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速上升率對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速上升速率；用此時的風速和風速上升速率描述該無人直升機巡檢系統(tǒng)的最大抗風能力。
[0025]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]1.能對輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)在實際巡檢作業(yè)環(huán)境下的抗風能力進行評價；
[0027]2.能對輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力進行指標量化，不以風力等級作為其抗風能力的評價；
[0028]3.能為輸電線路無人機巡檢安全作業(yè)提供技術支撐，提高無人直升機巡檢作業(yè)的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明實施例中架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法流程圖；
[0030]圖2是本發(fā)明步驟2-2中風速隨時間變化圖；
[0031]圖3是本發(fā)明步驟2-2中風速上升速率隨時間變化圖；
[0032]圖4是本發(fā)明步驟3-2中風速隨時間變化圖；
[0033]圖5是本發(fā)明步驟3-2中風速上升速率隨時間變化圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0035]如圖1，本發(fā)明提供一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，所述方法包括以下步驟:
[0036]步驟1:設定測試區(qū)域風場環(huán)境；
[0037]步驟2:調節(jié)風速，對無人直升機進行試驗；
[0038]步驟3:調節(jié)風速上升速率，對無人直升機進行試驗；
[0039]步驟4:對無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力進行檢測和評價。
[0040]所述步驟I中，先建立敞開式風場環(huán)境，劃定20m*20m正方形測試區(qū)域，并在測試區(qū)域四個角落分別放置風機，并安裝風速風向控制系統(tǒng)；并啟動風速風向控制系統(tǒng)，保證測試區(qū)域無風。
[0041]所述風速風向控制系統(tǒng)控制四個風機，調節(jié)測試區(qū)域的風速和風向，實現(xiàn)風速在O?15m/s范圍內(nèi)可調節(jié)，風速上升速率可調節(jié)，風向能夠隨機變化。
[0042]所述步驟2具體包括以下步驟:
[0043]步驟2-1:無人直升機巡檢系統(tǒng)自檢完畢后，無人直升機開始起飛，其在指定位置定點懸停，指定位置為測試區(qū)域中心，且離地高度1m ；
[0044]步驟2-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，風速上升速率設定為每60s上升lm/s，調節(jié)風速使風速由O開始均勻上升，上升至為lm/s時停止上升，維持60s時間內(nèi)風速不變；再以相同的風速上升速率使風速上升至2m/s，同樣維持60s時間內(nèi)風速不變；以此類推，調節(jié)風速，直至風速為15m/s ；
[0045]步驟2-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再增加風速，結束本次試驗，無人直升機降落。
[0046]所述步驟3具體包括以下步驟:
[0047]步驟3-1:無人機直升機再次起飛，在指定位置定點懸停；
[0048]步驟3-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，調節(jié)風速和風速上升速率，先使風速由O開始上升，風速上升的速率設定為每60s上升Im/s，以同樣的風速上升速率維持120s，使風速上升至2m/s ;然后調節(jié)風速上升速率使其增加到每40s上升lm/s并維持120s，使風速上升至5m/s ;再調節(jié)風速上升速率使其增加到每20s上升lm/s并維持120s，使風速上升至I lm/s ;最后調節(jié)風速上升速率使其增加到每1s上升lm/s并維持40s,使風速上升至15m/s ；
[0049]步驟3-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再調節(jié)風速上升速率，結束本次試驗，無人直升機降落。
[0050]所述步驟4中，在持續(xù)穩(wěn)定風速的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速；在持續(xù)穩(wěn)定風速上升速率的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速上升率對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速上升速率；用此時的風速和風速上升速率描述該無人直升機巡檢系統(tǒng)的最大抗風能力。
[0051]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:設定測試區(qū)域風場環(huán)境； 步驟2:調節(jié)風速，對無人直升機進行試驗； 步驟3:調節(jié)風速上升速率，對無人直升機進行試驗； 步驟4:對無人直升機巡檢系統(tǒng)的抗風能力進行檢測和評價。
2.根據(jù)權利要求1所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述步驟1中，先建立敞開式風場環(huán)境，劃定正方形的測試區(qū)域，并在測試區(qū)域四個角落分別放置風機，并安裝風速風向控制系統(tǒng)；并啟動風速風向控制系統(tǒng)，保證測試區(qū)域無風。
3.根據(jù)權利要求2所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述測試區(qū)域大于等于20m*20m。
4.根據(jù)權利要求2所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述風速風向控制系統(tǒng)控制四個風機，調節(jié)測試區(qū)域的風速和風向，實現(xiàn)風速在0?15m/s范圍內(nèi)可調節(jié)，風速上升速率可調節(jié)，風向能夠隨機變化。
5.根據(jù)權利要求1所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述步驟2具體包括以下步驟: 步驟2-1:無人直升機巡檢系統(tǒng)自檢完畢后，無人直升機開始起飛，其在指定位置定點懸停，指定位置為測試區(qū)域中心，且離地高度10m ； 步驟2-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，風速上升速率設定為每60s上升lm/s，調節(jié)風速使風速由0開始均勻上升，上升至為lm/s時停止上升，維持60s時間內(nèi)風速不變；再以相同的風速上升速率使風速上升至2m/s，同樣維持60s時間內(nèi)風速不變；以此類推，調節(jié)風速，直至風速為15m/s ； 步驟2-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再增加風速，結束本次試驗，無人直升機降落。
6.根據(jù)權利要求1所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述步驟3具體包括以下步驟: 步驟3-1:無人機直升機再次起飛，在指定位置定點懸停； 步驟3-2:無人直升機定點懸停后，對風機的參數(shù)進行調整，將風向控制為隨機，調節(jié)風速和風速上升速率，先使風速由0開始上升，風速上升的速率設定為每60s上升lm/s，以同樣的風速上升速率維持120s，使風速上升至2m/s ;然后調節(jié)風速上升速率使其增加到每40s上升lm/s并維持120s，使風速上升至5m/s ;再調節(jié)風速上升速率使其增加到每20s上升lm/s并維持120s，使風速上升至llm/s ;最后調節(jié)風速上升速率使其增加到每10s上升lm/s并維持40s,使風速上升至15m/s ； 步驟3-3:每次風速穩(wěn)定時，采用攝影測量裝置對無人直升機的位置偏差、姿態(tài)偏差、位置恢復時間和姿態(tài)恢復時間進行測量，若無人直升機位置偏差超過10m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，則不再調節(jié)風速上升速率，結束本次試驗，無人直升機降落。
7.根據(jù)權利要求1所述的架空輸電線路無人直升機巡檢系統(tǒng)抗風能力檢測方法，其特征在于:所述步驟4中，在持續(xù)穩(wěn)定風速的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速；在持續(xù)穩(wěn)定風速上升速率的過程中，無人直升機位置偏差超過5m、姿態(tài)偏差超過極限值、位置恢復時間超過30s或姿態(tài)恢復時間超過30s時，此時的風速上升率對應的即為該無人直升機巡檢系統(tǒng)能承受的最大風速上升速率；用此時的風速和風速上升速率描述該無人直升機巡檢系統(tǒng)的最大抗風能力。
【文檔編號】G01M9/00GK104406762SQ201410709416
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】付晶, 邵瑰瑋, 蔡煥青, 胡霽, 文志科, 閔絢 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院