复合绝缘子无人机红外巡检技术应用

学术   2024-11-12 12:02   贵州  

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  中国幅员辽阔,南北跨50多个纬度,东西越60多个经度,是世界上气候、地域、环境最复杂的国家之一,也是全球自然资源最丰富的国家之一。然而,我国能源资源与需求呈逆向分布,80%以上的能源资源分布在西部和北部地区,70%以上的能源消费集中在东中部地区。”随着经济的腾飞,用电量的快速增长,中国成为了世界上最大的能源生产国和消费国。我国需要的输电线路越来越多,输电容量也越来越大,因此保障输电线路的安全运行,也就是非常重要的工作。

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  我国1000kV交流、±800kV直流输电线路都要经过中等和重污秽地区,使用复合绝缘子可以提高线路外绝缘防污闪能力,减少传统瓷绝缘子的串长,降低杆塔高度,减少工程造价,同时可以免除绝缘子清扫和“零值”检测工作,减少运行维护工作量,增加供电时间,经济和社会效益显著。

复合绝缘子

  复合绝缘子由于重量轻、强度高、耐污闪性能强、制造维护方便等众多优点而在电力系统中获得广泛的应用,打破了瓷、玻璃绝缘子的长期统治地位。复合绝缘子在环境因素的作用下,有机材料会发生各种物理化学变化,如憎水性下降、漏电起痕或电蚀损、龟裂、开裂、粉化、褪色等使性能劣化。而电场、机械负荷与环境因素共同作用,则会进一步加剧劣化进程。红外热成像相机可有效检测到复合绝缘子局部劣化所导致的电压和电流制热型缺陷,从而有效避免断串事故的发生,保障电网安全运行。
  输电线路复合绝缘子长期处于恶劣气象条件下,就会导致绝缘子的电气强度下降,并且在过电压的作用下,产生闪络问题,导致输电线路发生停电事故。输电线路处于潮湿的环境下,就会污秽绝缘子表面。过电压的作用以后,绝缘子表面就会出现污秽,产生泄漏电流,导致污层发热。所以输电线路使用无人机红外挂载检测复合绝缘子已成为一种日常的检测手段

  今天小编就给大家说说复合绝缘子红外检测应用需要注意的几点:


(1)飞行条件与时间——夜间拍摄的重要性

  根据架空输电线路多旋翼无人机红外巡检指导意见的通知,符合绝缘子检测宜在夜间或清晨傍晚无阳光干扰,湿度不大于70%RH条件下进行。在夜间进行巡检主要是为了:

① 夜间巡视可减少因白天阳光照射导致的绝缘⼦均匀受热对缺陷检测的影响;

② 夜间巡视可大幅减少在白天产生的目标红外反射辐射对检测的影响;

③ 夜间湿度增大,绝缘⼦阻抗变化、劣化程度加剧,电压制热型缺陷更容易探测;

  从上图我们可以发现,复合绝缘子伞裙底部明显受到了地面或其他物体的热辐射影响,从而导致比朝上的的面要高温(颜色更亮),而这个亮度几乎是跟接近导线端的棒芯亮度是一致的。假如周围的热辐射影响进一步加大,那么检测人员将会非常困难甚至会忽略掉棒芯的发热,导致错过了这个缺陷,造成事故影响。而左方的夜间拍摄的复合绝缘子则没有收到环境或太阳光的影响,对于发热部位能够清晰呈现。

  图第一排是复合绝缘子严重缺陷(夜晚相对白天温升12℃),第二排是复合绝缘子一般缺陷(夜晚相对白天没有温升),我们可以发现,同一架次,两处缺陷白天与夜晚的温升,由于缺陷类型与严重程度的不同,有明显区别

(2)16 Bits全画幅全动态录像,扫描完成即检测完成,不用刻意移动飞机拍照,可大幅提高巡检效率

①红外热像仪记录的全画幅原始数据视频流不同于可见光相机记录的图片与视频,它的每一帧都与拍摄的图片相同,包含全部原始信息;

②应用全画幅原始数据视频流可以提高巡检效率,扫描完成即检测完成;

③在自动巡检飞行中应用全画幅原始数据视频流可以有效去除阳光的干扰,减少误报,即利用阳光反射干扰通常在特定角度出现特点去除;

④ 复合绝缘子出现发热缺陷征兆时,不同方向上发热不一致,全动态录像有利于准确发现缺陷,避免漏报与误判。


(3选择合适的红外镜头

  对于不同的电压等级,输电线路无人机巡检是具备不同的安全飞行条件的。

  考虑到飞机的运动和环境因素对于测温精度的影响,针对500kV到±1100kV电力线路夜间巡检、自动巡检最小安全作业距离要达到5~11米,在最小安全作业距离上达到±2℃精确测温的要求。小编测试了不同焦距的红外热像仪,测试结果如下:

  对于3cm以上目标24°×18°(25mm焦距)镜头只能满足最基本使用要求:而12°×9°(50mm长焦镜头+自动对焦系统)则可以满足大部分巡检工作要求,15米内外轻松巡检,保证安全、提高效率。


(4)智能图像处理技术配合先进光学系统

  智能图像处理技术配合先进光学系统,1米到20米任意拍摄距离,精确测温,各种缺陷无所遁形,空地、地空,各种拍摄角度下均可得到清晰图像,轻松完成巡检工作。

远距离与绝缘子平行拍摄视角


远距离V串绝缘子红外图(对于V串绝缘子应用50mm长焦镜头,可以居高临下拍摄,确保飞行安全


后端数据处理系统-便携式Ai智能缺陷识别系统


智能识别绝缘子、自动得到绝缘子中心线温度分布,大幅提高数据分析效率与准确性


  广州科易光电的KD-640L、KD-640D红外挂载,均采用50mm长焦镜头,而KD-640KZ采用50mm/20mm变焦镜头。在保证作业安全距离下也能清晰观察复合绝缘子,获得准确的温度数据。

KD-640KZ


使用在工作环境复杂的情况下,使用变焦热像仪可以大幅提升工作效率,原因如下:

①作业过程中,飞行至线路密集区段,飞行空间较小,利用变焦热像仪长短焦切换的特点,根据现场实际情况自由切换,保证飞行安全,同时减少返航重新更换载荷的时间;

②发现缺陷时,切换长焦窄视场,突出发热部位细节,更加清晰准确记录发热情况;

使用变焦热像仪,同一目标不同视场角的情况下,同一探测器的测温基准容易保证,有利于微小温度差异缺陷的识别与分析(如陶瓷绝缘子等);

④ 变焦热像仪可以保证10kV-±1100kV输电线路多旋翼无人机红外巡检作业最小作业安全距离3-10米外准确测温。


高清全彩夜视与宽窄视场光学变焦系统相结合,无论夜晚、远近,均可作业

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广州科易光电技术有限公司   成立于2003年,位于广州市高新技术产业开发区科学城,是一家专业从事各种红外光电产品及红外系统集成的高新技术企业。“先进红外光电系统制造者”是广州科易公司的企业定位。

Keii——先进红外光电系统制造者,高精品质,值得信赖!

咨询热线:020-32068977

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