本實用新型涉及特高壓驗電技術領域，特別涉及一種特高壓電力線路驗電系統(tǒng)。

背景技術：

特高壓交流或直流線路在進行試驗和維修工作時需要確保線路不帶電，以保證操作人員的安全。但由于特高壓線路電壓等級高，且接觸式驗電需要操作人員在桿塔上進行，對操作人員帶來很大的風險。因此針對特高壓線路，需要一種非接觸式的驗電系統(tǒng)。

常規(guī)接觸式驗電系統(tǒng)是將導線和高壓線接觸，然后通過驗電探頭將電壓引入驗電器，在驗電器內部對此電壓進行測量后進行輸出，中國專利申請CN201510915191.9公開一種“接觸式驗電裝置”描述了此種接觸式測試方法。中國專利申請CN200710171446.0公開一種“一種超、特高壓工頻交流直接接觸式驗電裝置”對此進行了改進并將此方法引入了特高壓工頻交流輸電線路。

但上述方法最突出的問題是接觸式驗電無法解決人員帶電操作帶來的安全問題。在特高壓輸電線路上利用接觸式驗電方法可能隨機產生電弧擊穿驗電系統(tǒng)并威脅操作人員的生命安全。

中國專利申請CN201510843206.5“一種電力線路檢測無人機”利用無人機來進行驗電，但是采用導線接觸驗電，這種方法突出問題是當桿塔上有多回線路時，導線可能同時接觸上層和線路，導致驗電器擊穿、無人機損毀等事故，甚至會引起輸電線路相間閃絡等重大安全事故。

此外，由于同塔多回線路存在多回路線路電磁感應干擾，利用中國專利申請CN201510843206.5“非接觸式驗電器和驗電方法”所提供的測試方法，可能受多回線路的電磁干擾從而產生誤判。

綜上所述，還沒有一種方法可以解決多回特高壓交、直流線路帶電測試問題，亟需一種新型的測試手段和診斷方法。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種適用于同塔多回特高壓交、直流線路的無導線非接觸驗電系統(tǒng)，以解決上述技術問題。本實用新型能夠準確判斷多回線路桿塔上輸電線路的帶電情況，具有無線傳輸及非接觸的測試特點，且具備測試的高精度性。

為了實現上上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種適用于同塔多回特高壓交、直流線路的無導線非接觸驗電系統(tǒng)，包括飛行平臺、超聲測距探頭、電場探頭、磁場探頭和微處理模塊；超聲測距探頭和微處理模塊安裝于飛行平臺下方；飛行平臺下方還固定有絕緣框架；電場探頭和磁場探頭固定于絕緣框架內的絕緣桿上；超聲測距探頭和微處理模塊位于絕緣框架內；電場探頭的輸出端、磁場探頭的輸出端、超聲測距探頭的輸出端均與微處理模塊連接。

進一步的，還包括無線通信模塊，無線通信模塊的輸入端連接微處理模塊。

進一步的，還包括聲光報警裝置，聲光報警裝置的輸入端連接微處理模塊。

進一步的，還包括視頻云臺，視頻云臺的輸出端連接微處理模塊。

進一步的，絕緣框架由空心絕緣桿構成。

進一步的，電場探頭的形狀為球形，包含兩對電極：第一對電極，用于測量垂直方向場；第二對電極用于測量水平方向的電場；電場探頭具有一個能夠旋轉的螺桿，所述能夠旋轉的螺桿連接微型步進電機，可以實現360度旋轉，在進行直流電場測量時可以旋轉調制。

進一步的，磁場探頭為磁阻傳感器，分別測量空間X、Y、Z方向磁場。

一種適用于同塔多回特高壓交、直流線路的無導線非接觸驗電的方法，包括：首先在地面上電自檢，設定待驗電線路電壓等級、線路參數和閾值，計算并設定好飛行路線，確認完成后控制飛行平臺飛行靠近特高壓線路；利用超聲測距探頭監(jiān)控飛行平臺距離線路的距離，當超聲測距探頭測得距離小于設定距離時，控制飛行平臺沿垂直方向或水平方向前進；飛行平臺沿設定路線繞線路一周，電場探頭、磁場探頭實施采集不同位置處的電場、磁場數據并傳輸給微處理模塊，微處理模塊根據飛行平臺移動路徑繪制電場、磁場變化曲線，并與設定閾值比較，超過閾值時發(fā)出報警信號。

本實用新型中，電場探頭采用容性電場探頭，用于測量交流或直流線路電場。所用磁場探頭采用磁阻電流傳感器獲得交流線路或直流線路磁場。所用的超聲測距探頭用于測定電、磁場探頭和導線間距離。微處理單元負責控制電場探頭、磁場探頭和超聲測距探頭，獲得電、磁場隨位置的變化曲線。無線通信模塊負責測量系統(tǒng)與地面監(jiān)控系統(tǒng)通信。

本實用新型中，磁場探頭采用磁阻電流傳感器獲得交流線路或直流線路磁場。磁場探頭可測量空間X、Y、Z方向磁場，獲得輸電線路周圍的三維磁場分布。

本實用新型中，超聲測距探頭是位置探測輔助系統(tǒng)，用于確定無人機測量輸電線路周圍電磁場的位置，并保證無人機避免碰到導線引起安全事故。測量時在輸電線路分裂導線間隔棒出，超聲測距探頭測量距導線距離。若無人機距輸電線路小于1米，則飛行器駐停，通告地面控制臺調整運行方向。

本實用新型中，微處理模塊采集超聲探頭、電場、磁場探頭數據，通過無線模塊傳送給地面控制平臺。地面控制平臺根據測量距離調整無人機飛機垂直高度和水平位置。

本實用新型中，視頻云臺可以實時傳輸無人機拍攝圖像，用于實時監(jiān)測無人機的飛行路徑。

相對于現有技術，本實用新型具有以下有益效果：

1、測量方法更加簡明。本系統(tǒng)通過非接觸的方法測量輸電線路是否帶電，相較于傳統(tǒng)的人員操作接觸式設備測試輸電線路是否帶電，此種方法操作簡單，只需操縱無人機來進行測試。

2、測量實時性好。本系統(tǒng)通過無線通信的方法傳遞信號，測量結果能夠實時傳遞給無人機操作人員，從而獲得輸電線路的帶電情況，此種方法測試速度快，效率高，實時性也明顯強于接觸式測量方法。

3、測量方法更加安全可靠。通過非接觸式測試方法測試同塔多回特高壓交、直流線路的方法更加安全可靠，通過操作無人機靠近桿塔來判斷輸電線路是否帶電可保證操作人員的人身安全。

附圖說明

圖1為本實用新型驗電系統(tǒng)的安裝方式及系統(tǒng)連接示意圖；

圖2為本實用新型原理系統(tǒng)框圖；

圖3為電場探頭結構示意圖；

圖4為系統(tǒng)驗電示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實例對本實用新型作以詳細的描述：

請參閱圖1所示，本實用新型一種適用于同塔多回特高壓交、直流線路的無導線非接觸驗電系統(tǒng)，包括飛行平臺10、超聲測距探頭20、電場探頭30、磁場探頭40、視頻云臺50、無線通信模塊60、微處理模塊70及聲光報警裝置80。

飛行平臺10下方安裝微處理模塊70；微處理模塊70左側與超聲測距探頭20連接，上側與無線通信模塊60連接，其右側安裝聲光報警裝置80。超聲測距探頭20、無線通信模塊60、微處理模塊70及聲光報警裝置80通過法蘭固定在飛行平臺10底部。

微處理模塊70下方安裝視頻云臺50，視頻云臺50輸出端與微處理模塊70相連。采用中空輕質絕緣桿建立框架90，其上端固定于飛行平臺10底部，磁場探頭40和電場探頭30固定于框架的中間絕緣桿91上。絕緣桿內部中空，模塊之間的引線置于絕緣桿內部。本例中，絕緣框架尺寸為20cm×20cm×20cm，除用于固定作用之外，還用于保護測量探頭，避免觸及高壓線。

本實用新型的系統(tǒng)內部結構連接圖如圖2所示。電場探頭30與微處理模塊70的通道1連接，磁場探頭40輸出端與微處理模塊70的通道2連接，超聲測距探頭20的輸出端與微處理模塊70的通道3連接，視頻云臺50的輸出端與微處理模塊70的通道4連接。無線通信模塊60的輸入端與微處理模塊70的通道5連接。聲光報警裝置80的輸入端與微處理模塊70的通道6連接。測試時，飛行平臺10在地面系統(tǒng)控制下，圍繞輸電線路繞行一周。繞行路徑距離導線上、下、左、右距離小于兩導線間距的一半。在繞行路徑上、下、左、右路徑上實時采集電場、磁場數據。微處理模塊負責控制電場探頭、磁場探頭和超聲測距探頭，獲得電、磁場隨位置的變化曲線。當距離導線最近時會獲得電場或磁場最大值，與微處理模塊設定閾值對比來確認帶電和失電線路，并通過聲光報警裝置80報警。

電場探頭30如圖3所示。用于測量交流或直流線路電場。電場探頭通過固定法蘭安裝在絕緣桿上。其形狀為球形，包含兩對電極，電極a1和電極a2為第一對電極，用于測量垂直方向場，電極b1和電極b2為第二對電極，用于測量水平方向的電場。探頭通過可旋轉螺桿連接到絕緣導桿上，微型步進電機可帶動電場探頭30旋轉，在進行直流電場測量時可以旋轉調制。在測試時，通過微型步進電機微調電極方向及位置，可尋找此時最大電場強度，并比較此電場強度與設定閾值之間的關系，當超過設定閾值時，即可通過聲光報警裝置80報警。

磁場探頭用于測試交流或直流線路磁場。磁場探頭固定絕緣桿上，形狀為立方體型，采用磁阻式傳感器，分別測量空間X、Y、Z方向磁場。在測試時，通過實時輸出任一位置的磁場，合成后即可得到輸電線路周圍磁場強度。通過比較磁場強度與設定最大值之間的關系，當超過此設定閾值時，即可通過聲光報警裝置80報警。

驗電過程以圖4同塔雙回線路為例。一種適用于同塔多回特高壓交、直流線路的無導線非接觸驗電方法，包括：在進行線路驗電時，首先在地面上電測量系統(tǒng)并進行自檢，設定待驗電線路電壓等級和線路參數，系統(tǒng)計算并設定好飛行路線，確認完成即可控制飛行平臺10飛行靠近特高壓線路。利用超聲測距監(jiān)控無人機距離線路的距離，當超聲測距系統(tǒng)測得距離小于設定距離時，控制無人機沿垂直方向或水平方向前進。本例中，分別沿著第一回線路1c、1b、1a測量完成后繞過地線，測量第二回線路2a、2b、2c帶電情況。通過微處理模塊采集電場、磁場數據。根據無人機移動路徑繪制電場、磁場變化曲線，同時利用視頻監(jiān)控無人機路徑。當飛行平臺10飛行線路上，測試電場及磁場超過設定閾值時，地面控制系統(tǒng)發(fā)出信號并由飛行器微處理單元進行接收，并觸發(fā)聲光報警裝置進行報警。特高壓同塔多回線路分布形式多樣，本實用新型設計的驗電方法可根據線路分布設定測量路徑，測量方法簡單、實時性好，并且安全可靠，避免了現有技術在多回線路驗電中的帶來安全問題。