基于AI降噪技术的无人机局放成像巡检.pdf

1、国网山东省电力公司主讲人：隗笑EPTC目录C O N T E N T S背景需求分析方案及关键技术实施成效及推广价值EPTCEPTC工作开展情况配电架空线路易受鸟害、树障、异物和外力破坏等影响，削弱电网可靠供电水平，降低客户用电感受。当设备发生局部放电时，会产生电离现象，伴随产生微小的热量，依靠红外检测不能发现，局放巡检可以检查此类故障，发现“未病”。背景“不停电就是最好的服务”EPTCEPTC工作开展情况工作开展情况1听声类局放检测设备需求分析局放巡检一般通过“听声辨位”的方式判断巡检区域是否放电，该技术无法精确定位杆塔顶部缺陷具体位置，检查结果受周围环境噪音影响较大，不同巡视人员、不同操作

2、水平检测结果差别较大。故障设备“找不准”弊端EPTC工作开展情况工作开展情况2手持式声纹检测设备需求分析配电架空线路距地高度普遍11米以上，手持式局放成像设备较重（4.28斤）、有效检测距离有限，沿线巡检难以有效采集现场信息，线路维护人员难以快速抵近目标区域，人力成本高，风险因素多，巡检效率低，很多情况难以完成巡查任务。故障设备“找的慢”弊端EPTC工作开展情况工作开展情况需求分析2021年国网科技项目基于机器视觉深度学习的配网工程强化管控技术研究(项目编码：5400-202116141A-0-0-00)p 国网山东公司作为主要承担单位和主要出资单位，负责研发工程管控监理机器人设备，功能指标有

3、：p 配网工程安全风险发现率大于 90%，设备局放缺陷发现率大于80%，运行工况异常辨发现率大于99%。EPTCEPTC原理与关键技术无人机冰雪灾后查勘无人机夜间照明抢修无人机红外测温无人机喊话宣传警示方案及关键技术p 随着无人机技术的快速发展、载荷的不断丰富，无人机巡检质效有了显著提升，切实提高了电网的稳定性和可靠性，实现了电网运维模式的变革，已成为设备运维管理的重要手段。p 通过整合无人机机动灵活、高效率、无盲区的优势，结合局放成像、AI技术降噪技术，可实现机载局放定位成像巡检，补齐人工巡视短板，提高局放巡检质效。EPTC原理与关键技术1技术方案方案及关键技术整合无人机和局放成像巡检技术，

4、利用无人机优势“多角度、近距离”开展局放检测，成像定位“找的准”，机动巡检“找的快”，解决现场实际问题，实现配电高质效局放成像检测。EPTC原理与关键技术2局放成像定位原理p 利用多个麦克风在不同位置点对声信号进行测量，由于声信号到达各麦克风的时间有不同程度的延迟，相位存在差异，利用算法对测量到的声信号进行处理，由此获得声源点相对于麦克风的到达方向（包括方位角、俯仰角）和距离等。方案及关键技术EPTC原理与关键技术2局放成像定位原理p 利用麦克风阵列（Microphone Array）可以实现声源到达方向估计，它由多个麦克风按照一定规律排列，通过阵列信号处理算法（如波束形成、Beamformi

5、ng）生成声音在一个平面上的声压级分布，以彩色等高线图的方式实现声音可视化，通过照片或视频的方式显示被测物的声音分布。方案及关键技术EPTC原理与关键技术3技术难点方案及关键技术设备质量大、上机困难p 现有手持设备重量普遍在2kg左右，以无人机M300为例，单云台减震球最大负重930g，手持设备重量超过M300承载范围，无法直接搭载使用。EPTC原理与关键技术3技术难点方案及关键技术无人机噪声大、环境噪声复杂，直接挂载识别率差p 选择M300无人机（无超声避障功能，不受局放超声信号影响），选取常见配电架空线路巡检现场进行噪声测试，检测发现噪声主要来自无人机螺旋桨、散热器风扇、风噪和现场环境。经

6、过实验，螺旋桨的风噪频谱分布如下：相对于整个风噪的能量，在20kHz以上部分相对于风噪主能量差20dB，大致估计无人机在正常运转下的风噪是95105dB，风力在5级左右，5-10m/s。20kHz以上的声压级大概为：75dB85dB。综上：在20khz以上超声频段，无人机螺旋桨噪声较大，挂载后测试，局放发现率不足12%。EPTC原理与关键技术4整体思路方案及关键技术整合无人机和局放成像巡检技术实现配电高质效局放成像检测手持局放设备重量大、功耗高，“上机困难”无人机噪声大、环境噪声复杂，“识别率差”基于稀疏阵列设计机载局放成像定位技术基于配网线路设备实时识别的噪声自屏蔽技术加入设备放电先验知识方