浅析高海拔地区高压架空输电线路机载设备选择及应用

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1、浅析高海拔地区高压架空输电线路机载设备选择及应用云南中能投资股份有限公司楚雄直升机作业分公司650216摘要：为不断提升直升机巡视在云南电网的适应能力，为将来直升机巡视在云南地区的全面覆盖做好准备工作，根据现有的技术规范、设备要求、试飞等最终选择，并确定合适的机载设备，以开展云南海拔2000-4500米及以上开展直升机巡视。关键词：高海拔、直升机输电线路巡视、机载设备选择1.输电线路环境分析1.1线路海拔分析根据线路数据分析，此次计划试飞的三条试飞线路海拔最高点为4300米，海拔最低点为1700米，平均海拔高于2500米。海拔最高点最低点处于同一条线的30个塔

2、位，造成线路连续的下坡和上坡，平均落差达到了2945米，绝对落差达到了2600米。1.1海拔高度与相对大气压力、空气密度、绝对湿度关系根据大气和空气密度计算公式，以及空气湿度经验公式，可得出大气压、空气密度、湿度与海拔高度的关系。从表中可以看出：空气温度在一般情况下，海拔高度每升高1000m,最高温度会降低5°C,平均温度也会降低5°Co2.高海拔对直升机线路巡视造成的影响2.1由于高海拔地区空气密度小、温度低，使得发动机效率降低，发动机功率会随着海拔的升高而下降，直升飞机在线路落差较大或大风等气象条件下的飞行姿态不排除达不到“直升机外缘任一点与线路、铁塔的最

3、小安全距离应不小于15m,同吋为保证巡检效果，直升机与最近一侧的线路、铁塔净空距离不宜大于30m飞行作业标准情况。2.2由于作业地区海拔高地形复杂，受环境影响容易形成微气象区，横风、峡谷风、下降气流容易影响飞机悬停，不排除直升机不能满足“悬停吋间一般2〜5分钟”的要求。2.3由于作业区绝对落差较大，山腰易积薄云、薄雾，对机载红外测温精度有较大影响。2.4高原地区局部天气变化急剧，不可预见性强。3•机载巡视设备的主要构成和功能3.1机载巡视设备包括1）光电吊舱系统2）照相机3.2光屯吊舱系统主要构成1）光电吊舱应包括陀螺稳定平台、光电传感器、显控设备和配套软件；

4、2）光电传感器应为红外成热像仪、可见光摄像机等多种组合。3.3光屯吊舱系统主要功能1）对巡视目标区域能进行可见光真彩色摄像。2）高清可实时输出可见光视频。3）可获取巡视目标的红外视频和热图数据。4）红外具备测温功能，具备自动对焦功能。5）红外、可见光视频和热图数据可在机载端保存并导出。3.4光电吊舱系统及照相机主要技术参数分析3.4.1可见光摄像机技术参数要求根据《吊舱技术规范》针对大型吊舱作业光电吊舱可见光能达到距离目标50米处可清晰反映销钉级缺陷，最小长度为10nrni的检测效果;要求可见光灵敏度：l.lLux（最大增益，50%视频输出吋）、信噪比：&ge

5、;50dB.光学变焦：大于等于10倍以上。3.4.2红外成像仪技术参数要求根据《吊舱技术规范》针对大型吊舱作业光电吊舱红外检测效果要求:巡视距离≥50m，检测线路设备温度的绝对误差≤2K,并可判别线路设备±0.5K的相对温差;要求红外热灵敏度（NETD）：制冷型≤50mk；非制冷型≤150mko3.4.3照相机技术参数要求根据《吊舱技术规范》针对人型吊舱作业要求照相机光学靶面对角线尺寸：>26mm；有效像素:>1600万。3.5红外热像仪技术分析3.5.1制冷式热成像仪其探测器中集成了一个低温制冷器，这种装置可以给探测器降

6、温度，这样是为了使热噪声的信号低于成像信号，成像质量更好。3.5.2非制冷式热成像仪其探测器不需要低温制冷，采用的探测器通常以微测辐射热计为基础,主要有多晶硅和氧化帆两种探测器。3.5.3热成像仪波长分析能透过大气的三个红外波段分别为1-2.5μm,3-5μm,8-13这三个波段被称作“大气窗口”，红外测温系统常常在这三个波段窗口工作，3・5&μm两个波段的范围都有不同特性的控制可选用，这两个波段分别称为“短波”和“长波”窗口，其中短波能在较宽的范围内提供最佳功能,达到良好的测温要求；而长波窗口则更多的用于低温及远距离的检查。3.5.4热成像

7、仪测量距离分析3.5.4.1镜头焦距决定热像仪的探测距离的最重要因素就是热像仪的镜头焦距，热像仪的镜头焦距直接决定了目标缩成的像的大小，也就是在焦平面上占几个像素。通常这是空间分辨率通常用(IFOV)来标示，它标示每个像素在物空间所开张的角度，也就是系统所能分辨的最小角度，一般由像元尺寸(d)与焦距(f)的比值得出，即IFOV=d/fo每个目标在焦平面所成的像占几个像素，可由目标尺寸、目标与热像仪的距离、空间分辨率(IFOV)计算得出。目标尺寸(D)和目标与热像仪的距离(L)的比值为目标张角，再与IFOV相除得到占用像素点的数量，即n=(D/L)/IFOV=(

8、Df)(Ld)o3.S.4.2探测器性