[发明专利]基于无人机的绝缘子放电声波和电磁波的检测方法及设备

说明书

本发明涉及基于无人机的绝缘子放电声波和电磁波的检测方法，包括以下步骤：使用两台搭载相同测量装置的同型号无人机进行同步测量，一台在被测绝缘子所处线路附近测量干扰电磁波、干扰声波，另一台在被测绝缘子附近测量绝缘子电磁波、绝缘子声波；对干扰电磁波和干扰声波进行的修正；通过修正后的干扰电磁波对绝缘子电磁波进行过滤，得到不含干扰的绝缘子电磁波；通过修正后的干扰声波对绝缘子声波进行过滤，得到不含干扰的绝缘子声波。

技术领域

本发明涉及基于无人机的绝缘子放电声波和电磁波的检测方法及设备，属于电力设备检测领域。

背景技术

架空线路的外绝缘性能主要由线路绝缘子决定，但绝缘子会在粉尘、盐碱、水汽等环境因素的作用下出现污秽，导致绝缘能力降低，出现绝缘子放电现象。运行中的带有污秽的绝缘子放电时会向外发射具有一定特征的电磁波信号和声信号，对这类信号进行有效检测可实现对绝缘子污秽程度的非接触式检测。绝缘子污秽放电发射的电磁波频率集中在1GHz以下；绝缘子污秽放电发射的声波频率主要集中在10～15KHz。(可参见《基于声发射技术的绝缘子污秽放电检测》、《污秽绝缘子的超高频放电频谱及其指纹特征研究》)并且，在测量过程中，自然界、工业、通讯甚至检测装置本身产生的电磁波和声波均会干扰检测,尤其是对声波检测的影响较大。

发明内容

本发明解决的技术问题为提供一种适用于架空线路的利用无人机搭载测量工具实现对绝缘子放电发出的电磁波和声波的检测方法。本发明根据被测量的特性(易受干扰)对测量方法进行相应的调整,结合二者的优势，使用两台搭载相同测量装置的同型号无人机进行同步测量，滤去干扰电磁波及干扰声波，极大程度地减少了测量误差。

本发明的技术方案如下：

技术方案一：

基于无人机的绝缘子放电声波和电磁波的检测方法，包括以下步骤：

使用两台搭载相同测量装置的同型号无人机进行同步测量，一台在被测绝缘子所处线路附近测量干扰电磁波、干扰声波，另一台在被测绝缘子附近测量绝缘子电磁波、绝缘子声波；

对干扰电磁波和干扰声波进行的修正，得到修正后的干扰电磁波和修正后的干扰声波；

通过修正后的干扰电磁波对绝缘子电磁波进行过滤，得到不含干扰的绝缘子电磁波；通过修正后的干扰声波对绝缘子声波进行过滤，得到不含干扰的绝缘子声波。

进一步的，测量干扰电磁波和干扰声波时，无人机应位于被测绝缘子所处线路档距的中点；测量绝缘子电磁波和绝缘子声波时，无人机应尽量靠近被测绝缘子。

进一步的，对干扰电磁波的强度进行修正，具体步骤为：

当绝缘子所处海拔不超过1000米时，无需修正；

当绝缘子所处海拔超过1000米时，根据公式计算修正强度，其中h₁为测量干扰电磁波的无人机高度，h₂为测量绝缘子电磁波的无人机高度；根据N_修＝N+ΔN_H，计算修正后干扰电磁波的信号强度，其中N为测量得到的绝缘子电磁波强度，单位为dB。

进一步的，对干扰声波的声能进行修正，具体步骤为：

测量得到干扰声波的声压P，根据公式计算得到干扰声波的声能J；

根据公式ΔJ＝e^-αΔd计算声能的修正系数，其中α为声衰减常数，Δd为两台无人机间的直线距离；

根据公式J_修＝ΔJ*J计算修正后的声能。

进一步的，通过修正后的干扰电磁波对绝缘子电磁波进行过滤的具体步骤为：

分别对绝缘子电磁波、修正后的干扰电磁波进行快速傅里叶变换，得到对应的频域信号；