本文選題：高壓輸電線路 + 電磁場��； 參考：《西南石油大學》2017年碩士論文

【摘要】：我國的輸電線路覆蓋面廣,高壓/特高壓輸電線路長,跨越地區(qū)的環(huán)境氣候和地理都十分復雜。民用及工業(yè)級無人機在近年來獲得了長足的發(fā)展,國內外各類電力企業(yè)紛紛展開無人機在輸電線路的運行與維護中的研究與應用。無人機在輸電線路的運行維護中不會受到地形地貌的限制,并且具有良好的性價比,而且不會存在無人機發(fā)生意外時出現(xiàn)人員傷亡這樣的問題�，F(xiàn)如今無人機在電力檢修中主要由無人機駕駛員在地面對無人機進行手動操控,對駕駛員的技能要求很高。同時由于受到視角和視距等因素的影響,駕駛員容易對無人機和障礙、巡視目標之間的距離關系進行誤判,這種情況一旦發(fā)生將會導致無人機飛行姿態(tài)失衡、目標定位失誤,這會對檢修工作造成極大影響,嚴重時甚至會出現(xiàn)錯誤操控導致無人機撞上輸電線路,引發(fā)嚴重的安全事故。同時,由于無人機及機載設備一般都是弱電子設備,其在靠近高壓輸電線路的過程中會受到高壓輸電線周圍強烈的電磁場的影響,干擾無人機及機載設備的正常工作,常常發(fā)生無人機零漂的情況。本論文基于無人機在電力檢修中的應用現(xiàn)狀,提出了基于輸電線周圍分布的電磁場對無人機的飛行進行避障的方案。此方案根據(jù)無人機在空間電磁場環(huán)境中所感測到的電磁場值映射著相對于輸電線路的空間位置,從而評估無人機飛行作業(yè)的安全性。本論文中,用模擬電荷法建立了不同相序的高壓輸電線路周圍電場的數(shù)學模型,對不同的模型中的電場及電場變化進行了對比和分析;研究了輸電線路周圍磁場的數(shù)值計算方法,用此方法建立了輸電線路周圍磁場的數(shù)學模型,并對不同相序布置輸電線路的磁場模型進行了對比分析;采用嵌入式方案設計了基于電磁場的電力檢修無人機避障系統(tǒng),對系統(tǒng)的硬件和軟件部分進行了詳細的設計;最后在實驗室和某高壓輸電線路上對避障方案進行了驗證。在避障系統(tǒng)硬件部分的電場感測模塊的設計中,本文運用電容式傳感器設計了傳感器探頭,該探頭是將六個電容式傳感器分別放置在六面體的六個面上,這樣就可以檢測到各個方向的電場強度;在磁場傳感模塊的設計中則運用霍爾傳感器,設計了六面體的傳感器探頭,霍爾傳感器的布局與電場傳感器探頭類似。選擇意法半導體公司生產(chǎn)的STM32F103作為中心控制處理器,負載于無人機上的無線收發(fā)模塊和地面端的無線收發(fā)模塊都采用了 AS62-T30模塊。本嵌入式系統(tǒng)直接使用機載電源作為系統(tǒng)的電源,充分利用了無人機機身資源。本避障方案安全可靠,能夠對高壓輸電線路進行有效探測,并能在緊急情況下控制無人機即時避障,可將無人機飛行信息發(fā)送到地面段以供工作人員查看,保障了電力檢修無人機飛行作業(yè)的安全運行,對無人機在電力行業(yè)中的應用具有重要意義。
[Abstract]:In this paper , a mathematical model of the electric field around the transmission line has been developed in this paper .
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM755

【參考文獻】

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本文編號：2030336