[发明专利]一种基于多旋翼无人机的电缆隧道环境检测系统

说明书

本发明公开了一种基于多旋翼无人机的电缆隧道环境检测系统，包括无人机平台、地面站与数据处理系统、电缆故障检测系统和隧道环境检测系统，无人机平台为整个系统的搭载与移动平台，根据地面站与数据处理系统的相关指令进行上下左右或悬停动作；隧道环境检测系统也为任务模块，通过无人机专用吊舱，固定在无人机机体下方与故障检测系统并行安装，使用USB接口与无人机机体中的机载通信单元连接，根据指令控制其中的传感器检测空气种类与浓度，并传递至地面工作人员。使用该系统开展隧道环境信息的检测可同时实施电缆故障的检测，确保内电缆运行在适宜环境中，减少电缆灾害发生，而且有利于工作人员人身安全，提高巡检效率，促进智能电网建设。

技术领域

本发明属于多旋翼无人机技术和电缆隧道环境的检测技术领域，具体内容是一种基于多旋翼无人机的电缆隧道环境检测系统。

背景技术

随着国民经济和城市建设的飞速发展，电力需求不断增加。城市的电力电缆数量也不断的增加，城市高压电力供电线路的地下化已经成为趋势。然而，电力电缆隧道是一条基本封闭的隧道，电缆在运行期间，内部绝缘材料老化会产生H₂S、CO等有毒有害气体，不良沉积物变质挥发会产生CH₄、NH₃等易燃易爆气体同时还有外界其他有害气体的侵入，这些气体长期在隧道内聚集不仅加快了电缆的老化，易导致灾害的发生，同时对巡检工作人员造成巨大的人身威胁。另外隧道内的温度、湿度等因素也不利于电缆的正常运行。根据国家相关运行规程及行业要求，电缆隧道内温度不应超过所运行的电缆类型的规定温度，隧道内不应存在如CO、H₂S等有害气体，O₂、CH₄等气体含量应保持在正常范围内，不影响人员正常运维检修。所以对隧道内环境的检测对保证工作人员人身安全和电缆安全稳定运行具有重大意义。

据了解，目前国内电缆通道内环境检测有三种解决方案；一是人员佩戴氧含量测试仪、有毒有害气体检测仪进入通道内，检测、检测通道内气体质量；二是通道内防火分区内设置气体检测装置，接入综合监控平台，实时检测通道内气体质量；三是通道内配置巡视机器人，本身集成配备气体检测装置，检测通道内气体质量。但这些方法面临着一些难以处理的问题，具体问题如下：

（1）传统的环境检测手段安全风险系数较高。电缆隧道等有限空间内环境复杂，人员佩戴氧含量测试仪、有毒有害气体检测仪进入通道内检测时存在较大的人员安全风险。

（2）在线检测系统与工作人员交互障碍。通道内防火分区内设置气体检测装置，接入综合监控平台，检测数据与现场工作人员存在交互不及时，延迟较为严重。

（3）配置巡检机器人成本高。通道内配置巡视机器人替代人工进行巡检作业前隧道的气体含量检测，安装配置巡视机器人造价高昂，且不具备大范围推广性。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种基于多旋翼无人机的电缆隧道环境检测系统，本发明具有效率高、携带方便、安全性高、成本低、实时性高，无延迟等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多旋翼无人机的电缆隧道环境检测系统，包括：无人机平台、地面站与数据处理系统、电缆故障检测系统和隧道环境检测系统，无人机平台为整个系统的搭载与移动平台，根据地面站与数据处理系统的相关指令进行上下左右或悬停动作；地面站与数据处理系统，实时监控无人机飞行状态及下达控制或作业指令，分析飞行状态和任务检测情况，通过无线方式与无人机进行信息传输；电缆故障检测系统为任务模块，该模块通过专用吊舱固定于无人机机体下方，通过USB接口与无人机机体中的机载通信单元连接，地面站与数据处理系统根据其传回的隧道内实际工作图像进行数据分析，诊断电缆故障及其他异常；隧道环境检测系统也为任务模块，通过无人机专用吊舱，固定在无人机机体下方与故障检测系统并行安装，使用USB接口与无人机机体中的机载通信单元连接，根据指令控制其中的传感器检测空气种类与浓度，并传递至地面工作人员。