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多旋翼無人機
重慶東電通信技術有限公司
2015年12月
專心---專注---專業(yè)
目 錄
一、行業(yè)概況
1.1、電力巡線行業(yè)背景
截至目前,我國已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個跨省區(qū)電網(wǎng);110KV以上輸電線路已達到近51.4萬KM。根據(jù)相關數(shù)據(jù)表明,我國每年電力行業(yè)整體投資約為100
2、0億元,其中硬件設施為73%,說明輸電設備在國家電網(wǎng)建設上的比重越來越大,隨著電網(wǎng)的日益加大,100KM的巡線工作需要20個巡線人員工作一天才能完成。因此傳統(tǒng)的巡線方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的廣泛需求。
1.2、電力巡線行業(yè)需求
針對高壓輸電線路的運行管理模式和常規(guī)作業(yè)方式,表明傳統(tǒng)巡線方式面臨的困難有:勞動強度大、工作條件艱苦,而且勞動效率低,遇到電網(wǎng)緊急故障和異常條件下,線路維護人員不具備有利的交通優(yōu)勢、利用普通儀器或肉眼來巡查設施。這種方式已經(jīng)完全不能適應現(xiàn)代化電網(wǎng)建設與發(fā)展需求。超、特高壓電網(wǎng)急需先進、科學、高效的電力巡線方式。
1.3、電力巡線內(nèi)容
巡線內(nèi)容包括:引流線(有
3、無斷股)、桿塔(有無鳥窩、損壞、變形、緊固金具松脫金具被盜)、絕緣子(有無散落跡象、破損,污穢、異物懸掛)、防震錘(有無變形、存在異物)、線夾(有無松脫)、導線(有無斷股、異物懸掛)、地面環(huán)境(有無在規(guī)定范圍建筑房屋和超范圍生長的植物)等內(nèi)容。
二、傳統(tǒng)電力巡線方式與無人機電力巡線
2.1、傳統(tǒng)巡線存在的問題
? 巡線距離長,工作量大,步行巡線效率非常緩慢,無法提高巡線效率。
? 遇到冰雪水災、地震、滑坡等自然災害天氣時,巡線工作將無法展開。
? 山區(qū)巡線具有高風險性,時刻威脅巡線人員生命安全。山區(qū)林區(qū)有毒生物多,特別是夏季的“蜱蟲”一定被咬,將危及性命,危險最大的是那些看不見的
4、陷阱和捕獸夾。
2.2、無人機電力巡線的優(yōu)勢
? 無人機攜帶方便,操作簡單,反應迅速,載荷豐富,任務用途廣泛,起飛降落對環(huán)境要求低,自主飛行。
? 無人機巡線提高了電力維護和檢修的速度和效率,使許多工作能夠在完全帶電的情況下迅速完成,確保用電安全。根據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示:無人機巡線效率比人工巡線效率高出40倍。
? 采用無人機進行常規(guī)輸電線路巡查,可降低勞動強度,與有人直升機巡線相比,提高巡線作業(yè)人員的安全性,并且降低成本。
? 無人機具有巡線速度快,應急迅速的特點并及時發(fā)現(xiàn)缺陷,及時提供信息,避免了線路事故停電,挽回了高額的停電費用損失。
三、無人機電力巡線技術要求
3.1、功能
5、要求
小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)應滿足如下功能要求:
3.1.1、飛行功能
(1) 具備三維坐標程控飛行功能,能按預定三維坐標平穩(wěn)飛行;
(2) 支持自主、增穩(wěn)、手動三種控制模式下的飛行。不論小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)當前處于何種飛行狀態(tài),自主、增穩(wěn)、手動三種飛行模式可自由無縫切換,切換響應速度應小于0.1s。切換過程中,小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)的飛行狀態(tài)和飛行姿態(tài)不發(fā)生明顯變化;
(3) 小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)在自主飛行模式下執(zhí)行任務時,應具有在人工干預后,選擇是否繼續(xù)執(zhí)行任務的功能;
(4) 小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)自主及增穩(wěn)飛行模式的優(yōu)先級可預先設置,默認狀態(tài)下增穩(wěn)飛行模式具有更高的優(yōu)先
6、級;
(5) 飛行狀態(tài)和任務模式可靈活配置。設置內(nèi)容包括但不限于飛行航線、飛行高度、飛行速度、起飛和降落方式、拍照(攝像)方式、安全策略等,且應有參數(shù)設置的界面;
(6) 具備機頭重定向功能。當啟動該功能時,無論無人機機頭指向何方,均能按手柄或按鍵的操控方向飛行;
(7) 具備自主、增穩(wěn)、手動三種起飛和降落方式;
(8) 具備定點懸停功能;
(9) 飛行平臺上有航向指示燈,晴好天氣下在100m以外,地面操作人員可清晰分辨機頭方向。
3.1.2、通訊與測控功能
(1) 可對巡檢系統(tǒng)的飛行狀態(tài)和機載設備的工作狀態(tài)進行遙控,在飛行高度40m時遙控距離不小于2km;
(2) 可對巡檢系
7、統(tǒng)飛行參數(shù)和機載設備工作狀態(tài)參數(shù)進行遙測,在飛行高度40m時遙測距離不小于2km;
(3) 具備視頻全向、實時傳輸功能,在飛行高度40m時傳輸距離不小于2km;
(4) 圖傳時延≤300ms;
(5) 數(shù)傳誤碼率≤10-6,時延≤20ms;
(6) 具有較強的電磁兼容性能和抗無線電干擾能力。
3.1.3、任務功能
(1) 支持手動拍照、定點自動拍照;
(2) 任務設備宜為單一可見光和單一紅外傳感器,在巡檢時根據(jù)任務需要通過配套云臺分別搭載;
(3) 可見光傳感器的成像照片應滿足在距離不小于10m處清晰分辨銷釘級目標的要求。有效像素不少于1400萬像素。具備遙控變焦功能,且連續(xù)可
8、調(diào)。具備自動對焦功能;
(4) 紅外傳感器的影像應滿足在距離10m處清晰識別故障發(fā)熱點。分辨率不低于640×480像元;紅外傳感器熱靈敏度(即噪聲等效溫差(NETD)):環(huán)境溫度在23℃±5℃,50mm焦距,相對孔徑1時,NETD宜小于0.05K;測溫精度應不超過±2℃或測量值乘以±2%(℃)(取絕對值大者);測溫范圍-20℃~+150℃。紅外傳感器具備自動對焦功能;
(5) 紅外影像為偽彩顯示,可實時顯示影像中溫度最高點位置及溫度值。熱圖數(shù)據(jù)可在地面站保存、導出;
(6) 可視范圍應保證水平-180°~+180°,同時俯仰角度范圍不小于-60°~+30°。
3.1.4、監(jiān)控顯示功能
9、
(1) 地面顯示設備應采用高亮屏,在強光下能清晰顯示;
(2) 具備任務規(guī)劃功能,支持通過地面站在飛行過程中實時修改航路點的功能??删庉嫼铰伏c不少于50個;
(3) 可實時記錄、下傳并在地面站上顯示各分系統(tǒng)的工作狀態(tài)、飛行航跡等信息,并可回放和導出;
(4) 攝錄圖像信息和紅外影像可在機載設備和地面站進行存儲;
(5) 具有對無人機飛行航跡和遙測參數(shù)的綜合處理、顯示和記錄功能;
(6) 具有飛行日志數(shù)據(jù)下載和分析工具。具有飛行數(shù)據(jù)在線記錄功能;
(7) 地面站應能清晰明顯地顯示機頭指向;
(8) 具備地圖下載顯示功能,并能通過網(wǎng)絡進行更新;
(9) 預設航線、飛行航跡和機頭指
10、向等應能在地圖中顯示。
3.1.5、飛行控制精度
(1) 地理坐標水平精度小于1.5m;
(2) 地理坐標垂直精度小于3m;
(3) 正常飛行狀態(tài)下,小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)飛行控制精度水平小于3m;
(4) 正常飛行狀態(tài)下,小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)飛行控制精度垂直小于5m。
3.1.6、安全保護功能
(1) 具備自檢功能。自檢項目應至少包括:飛行控制模塊、電池電壓、電機、遙控遙測信號(數(shù)傳)等。以上任一部件(模塊)故障,均能在地面控制站和(或)手柄上以明顯的聲(光)進行報警提示,并且系統(tǒng)鎖死,無法放飛。根據(jù)報警提示,能直接確定故障的部件(或模塊);
(2) 支持一鍵返航。不論小型
11、旋翼無人機巡檢系統(tǒng)處于何種飛行狀態(tài),只要操作人員通過地面控制站或遙控手柄上的特定功能鍵(按鈕)啟動一鍵返航功能,小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)應中止當前任務,按預先設定的策略返航;
(3) 具備失去鏈路信號后的自動返航功能。不論小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)處于何種飛行狀態(tài),只要遙測遙控信號出現(xiàn)中斷,小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)應按預先設定的策略返航;
(4) 電池電壓告警值應能預先設置。在地面控制站和(或)手柄上應始終有電池電壓顯示,電壓低于預設值時應有明顯的聲和光提示;
(5) 具備異常報警功能。當衛(wèi)星顆數(shù)、電機工作狀態(tài)、飛行高度和速度等異常時,在地面控制站和(或)手柄上以明顯的聲(光)進行報警提示。
12、3.1.7、電池
(1) 飛控電池、任務設備電池、舵機電池以及地面站電池等的單次使用時間應大于該機型的續(xù)航時間。電池充放電次數(shù)不小于300次;
(2) 電池充電溫度:0℃~+45℃;
(3) 電池接頭應具有較高的外絕緣強度、各觸點間導通性良好,接頭連接牢固、可靠,滿足長時間連續(xù)使用的需要;
(4) 電池安裝應有防振動、防淋雨措施;
(5) 電池在充電及儲運狀態(tài)下應有防爆、阻燃等安全措施,攜帶便捷;
(6) 電池充電操作方便。
3.2、性能要求
? 抗風能力不小于10m/s(距地面2m高,瞬時風速);
? 正常作業(yè)環(huán)境條件并搭載有效荷載時,懸停時間不小于20min。
?
13、環(huán)境適應性要求
? 工作溫度范圍:-20℃~+55℃;
? 濕度:≤95%(+25℃);
? 存儲溫度范圍:-20℃~+65℃;
? 在小雨(雪)環(huán)境下可短時飛行。
3.3、操作性要求
? 小型旋翼無人機巡檢系統(tǒng)配置簡單,操作人員不超過兩個,使用靈活,維護簡單,可靠性高;
? 系統(tǒng)展開時間小于5min,系統(tǒng)撤收時間小于5min;
? 平均無故障間隔時間大于50h;
? 系統(tǒng)使用壽命大于500飛行小時或1000個架次(以先到者為準)。
四、重慶東電無人機電力巡線系統(tǒng)
? 飛行平臺:DODEM飛行控制平臺
? 遙控半徑:2KM~10KM
? 最大飛行高度:3000
14、M
? 最大抗風能力:6級
? 最大續(xù)航時間:50min
? 定位精度:水平<±1m,垂直<±0.5m
? 飛行模式:手動模式、自動模式(GPS)、航線規(guī)劃模式
? 攝像系統(tǒng):采用專業(yè)級機載設備,三軸穩(wěn)定云臺,1080P/10倍光學變焦/熱成像系統(tǒng)
? 飛行記錄功能:具備飛行記錄器
? 失控保護:失控自動保護、自動返航降落,可增加降落傘功能
? 定位:提供精確的GPS定位,高度鎖定和機頭方向鎖定
5、 附件
5.1、附件1(電力巡線無人機組成)
5.1.1、電力巡線無人機飛行平臺
5.1.2、可見光設備
5.1.3、紅外熱成像設備
15、5.2、附件2(配置清單)
配置清單
配置
配件名稱
性能
數(shù)量
標配
DODEM飛行平臺
專業(yè)級電力巡線多旋翼飛行器;機身采用進口碳纖維一體模具成型,具有防火防雨防塵功能,領先于目前國內(nèi)市場其它多軸產(chǎn)品;整機抗電磁干擾設計,適應能力強;機臂采用插拔式快拆結構,方便使用和維護;輕量化的機身和任務載荷設計;高效率動力系統(tǒng);
1
標配
電池
標配:6V 22000MAH
1
標配
遙控器電池
2200MAH 遙控器專用鋰電
1
標配
標配遙控器
專配9通道遙控器
1
標配
標配充電器
A6 平衡大功率充電器 4倍功率于普通B6
1
標配
16、IOSD
數(shù)據(jù)疊加系統(tǒng)
1
標配
地面監(jiān)視系統(tǒng)
一體化地面監(jiān)視系統(tǒng)
1
標配
工具
全套拆卸工具
1
標配
備用螺絲包
整機備用螺絲包
1
標配
設備鋁箱
飛行器運輸鋁箱
1
標配
地面站
規(guī)劃航線,指定飛行,飛行計劃
選配
云臺+可見光設備
適配自穩(wěn)云臺+高清相機
云臺+熱成像儀
適配自穩(wěn)云臺+熱成像儀
5.3、附件3(服務外包)
無人機巡線服務外包
多旋翼無人機:
序號
線路類型
桿塔類型
數(shù)量(基)
單價(元)
備注
1
單回路
直線桿塔
1
900
2
單回路
耐張桿塔
1
1200
3
雙回路
直線桿塔
1
1200
4
雙回路
耐張桿塔
1
1500