Uzun Məsafəli Elektrik Çərçivələrinin İstismarının Dronlar Əsaslı Texnologiyalar üzərində Tədqiqat və Təhlil

Bəzi mənzillərdə, süper yüksək qüvvətli (SÜYQ) elektrikləşmə xətlərinin təkmilləşdirilməsi nəticəsində aşağıdakı problemlər aşkarlandı: mövcud dronların performansı cari kifayət qədər geniş və dairəvi SÜYQ xətlərinin yoxlanılması və təkmilləşdirilməsi tələblərini ödəməyə yetərli deyil. Praktiki əməliyyatlarda, dronlar yeterli ömürlülük, məhdud səslənmişlik alıcı kapasitəsi və zəif elektromaqnit təsirə qarşı dayanıqlılıq göstərir, bu da yoxlanma effektivliyinə olumlu təsir edir və SÜYQ xətlərinin defektlərini dəqiqliklə müəyyənləşdirməsinə mane olur.

SÜYQ elektrikləşmə xətlərinin uzunluğu və yerli təbiəti ortamın təsiri nəticəsində, detektor cihazları olan dronlar uzun müddət uçuşu davam etdirməyə nail ola bilmir, bu da yoxlanma effektivliyini azaldır. Göstərilən məsələdə, hətta neft-elektrik hibridləri olan dronların da uçuş müddəti 3 saatdan az olmuşdur, bu da yoxlamalar zamanı tez-tez bataryanın dəyişilməsinə səbəb olur. Həmçinin, hazırkı dron bazlı yoxlama sistemləri funksional tamamlığı çatışmır—onlar multidimensional, multifunksiyal yoxlama imkanlarını dəstəkləmir—bu da yoxlanmanın dəqiqliyini azaldır. Bu, xətt arızalarının və ya digər defektlərin aşkarlanmasını və onların həllinə gecikmələrə səbəb olur, bu da normal elektrikləşmənin keçirilməsinə birbaşa təsir edir.

Bu çətinlikləri həll etmək üçün, kompaniya yeni SÜYQ elektrikləşmə xətlərinin yoxlanılması texnologiyası işə saldı, bu texnologiyanın özü drona monte edilmiş robot koludur. Bu həll, mənzilə aid spesifik SÜYQ infrastruktura və cari dronların xətt təkmilləşdirilməsindəki istifadə performansına uyğunlaşdırılmışdır. Məqsədi, yuxarıda qeyd edilən problemləri həll etmək və asan istehsal, uzun ömürlülük, ucuz qiymət, yüksək yükləyici kapasitə və güclü mühit hissəsi kimi əsas tələbləri ödəməkdir.

1.Texniki Həll: SÜYQ Xətlərinin Təkmilləşdirilməsi Üçün Drona Monte Edilmiş Robot Kol
1.1 Dizayn Konsepsiyası
Bu texnologiyada əsas nöqtələr izolyasiya dizaynı, robot kolun hərəkət idarəedilməsi və dəstəkləyici alt sistemlərdir. Müvafiq texniki dizaynın təmin edilməsi, mövcud SÜYQ təkmilləşdirilmə çətinliklərini effektiv şəkildə həll etmək və tətbiq etmə qidalanlarının üstələnib keçirilməsinə vacibdir.

Kompaniya, SÜYQ təkmilləşdirilmə mühitindən robot kol üçün izolyasiya tələblərini ümumi şəkildə qiymətləndirdi. Bunun əsasında, kol, rotorda, qapalı çərçivədə və füzəldən ən yaxın canlı kablolarla müntəzəm məsafələrdə təcrübə edilən maksimum elektrik sahəsi və voltaj dəyişiklikləri hesablandı. Sonra, həllin daha sonra inkişaf etdirilməsi üçün hədəflənmiş performans testləri tərtib edildi.

Təkmilləşdirilmə prosesindəki SÜYQ senaryolarını seçdik və standart əməliyyat prosedurlarını və təhlükəsizlik protokollarını təyin etdik. Robot kolun çoxlu dərəcəli azadlıq strukturu optimallaşdırıldı ki, ən uyğun dron-manipulyator konfiqurasiyasını tapaq. Unikal əməliyyat mühiti nəzərə alınaraq, orijinal səslənmişlik aparatusunu və verilənlərin köçürüləsindən yazılı/hardware təchizatını yeniləmək təklif edildi, bu da real zamanlı səslənmişlik keyfini artıracaqdır.

1.2 Elektromaqnit Təsirin (EMT) Azaldılması Tədbirləri
Məsələdəki SÜYQ xətləri, uzun meyllər və keçidlərə malikdir, bu da kompleks və dinamik elektromaqnit mühit yaratır. Xətlərin etrafındakı güclü elektromaqnit sahələri və yaxınlıkdakı kommunikasiya baz stansiyalarından gələn intensiv siqnallar, dron-manipulyator sisteminin əlaqələrinə ciddi təsir edə bilər. Həmçinin, manipulyator əməliyyatları zamanı uzun məsafəli verilənlər köçürülməsi, parazit səsə səbəb olabilir, bu da əməliyyat təhlükəsizliyini azaltır.

Bu qarşısını almaq üçün, kompaniya aşağıdakı EMT qoruyucu tədbirləri təklif edir:

• SÜYQ xətlərinin yaxınlığında olan yüksək intensivlikdəki elektromaqnit sahələrin dronun iç kretalarına potensial zərərini analiz etmək.

• Hava fiğurunun səthi, siqnal kablaları və bütün korpus iştiraklarına qoruyucu mühit tətbiq etmək.

• Dronun dış səthinə belə bir qalınlıqda iletken rəng yaymaq, bu da elektromaqnit təsiri azaldılmasına kömək edəcək. Rənglənə bilməyən komponentlər üçün, məsələn, misi bondinq metodu ilə eyni qoruyucu effekt əldə edilə bilər.

1.3 Robot Kolun Struktural Dizaynı
Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, robot kol aşağıdakı elementlərdən ibarətdir:
(1) Qavrayıcı; (2) Servo qoruyucu qutusu; (3) Sıfır dəyərli detektor adaptoru; (4) Yüksək qüvvətli test adaptoru; (5) İzolet edici çubuq; (6) Məhdudlaşdırıcı çubuq; (7) Epoks rezina izolator katmanı; (8) Pitch spesifik ləngəç manto; (9) Ləngəç çubuğu; (10) Roll spesifik ləngəç manto.

SÜYQ mühitində izolyasiya tələblərini nəzərə alaraq, kompaniya dronun alt tərəfindən iniş qapılarına qədər izolyasiya boltlarının quraşdırılmasını təklif edir. Metall korpusa xaricdən sabitlənən pitch spesifik ləngəç mantoya qoşulmuş dəmir çərçivə, izolator katmanın alt tərəfindən qoşulur. Pitch servo motoru, ləngəç mekanizminin aşağı-yuxarı hərəkətini mümkün edən ləngəç mantoya sağ tərəfdən quraşdırılır.

Elektrikləşmə xətlərinin etrafındakı məkanın yüksək intensivlikdəki elektromaqnit sahələri tərəfindən yarandığı təsir nəzərə alındıqda, kompaniya servomotor sürüş sənədlərini izolator çubuğunun içərisinə quraşdırmağı və servoya xüsusi izolator qoruyucu qutu təmin etməyi təklif edir. Bu, servonun xaricdən yüksək qüvvətlü mühit tərəfindən yarandıqda qarışıq elektromaqnit dalğalardan effektiv şəkildə izolasiya ediləcəyi anlamına gəlir. Həmçinin, servonun etrafındakı boşluqlara misi bondinq tətbiq edilir ki, eyni potensial bağlanma əldə edilsin, bu da servonun iç kretalarında elektromaqnit dalğalar tərəfindən yarandıqda arıqlanma riskini azaltır.

2.SÜYQ Elektrikləşmə Xətlərinin Yoxlanılması Üçün Drona Monte Edilmiş Robot Kolu İstifadə Eden Simulyasiya Təcrübəsi
2.1 Simulyasiya Dizaynı
Məsələdəki SÜYQ elektrikləşmə xətlərinin təkmilləşdirilmə reksorduna əsasən, aşağıdakı struktural parametrlər əldə edildi: düz xətt qalasıyanın ümumi hündürlüyü 3200 mm; böyük şirin radiusu 2400 mm; orta şirin radiusu 3200 mm; kiçik şirin radiusu 2700 mm; və kable çapı 17.48 mm, Şəkil 2-də göstərildiyi kimi.

Simulyasiya təcrübəsində, dron sistemi pervanalar, qafas və korpus üçün karbon fiber materiallarını seçdi ki, bu, onun ümumi performansını artırıb.

Ültravolt cərgələrini (UHV) servis etmək prosesində ətraf məkan elektrik sahəsinin təsirini nəzərə alaraq, kompaniya ilk olaraq dronla yerləşdirilən robot kol sistemini simulyasiya modeli yaradıb. Sonlu element analizi ilə, UHV cərgələrinin ətrafındakı elektrik sahəsinin dron servis etmə işlərinə olan konkret təsiri müəyyənləşdirildi. Bununla birlikdə, robot kol, hava qafası, pervanalar və korpusun maksimum elektrik sahə qiymətləri və voltaj dəyişiklikləri, robot kolun sol tərəfi və kənar arasındakı fərqli məsafələrdə nəticələndirildi. Bu, yaxın inspeksiya tapşırıqları zamanı potensial təhlükələrin olub-olmadığını qiymətləndirməyə imkan verir.

2.2 Simulyasiya Prosesi
2.2.1 İnspeksiyaya Görə Sistem Performansı UHV Cərgələrindən 0.84 m Məsafədə
Kompaniya, dronla yerləşdirilən robot kol inspeksiya sistemini UHV cərgələrindən 0.84 m məsafədə yerləşdirərək, onun işləmə vəziyyətini və konduktorun yaxınlığında məkan elektrik sahəsinin paylanmasını daha da təhlil etmək üçün simulyasiya təcrübələri apardı.

Simulyasiya nəticələri göstərdi ki, bu iş şərtlərində, ümumi inspeksiya sisteminə çox mühüm elektrik sahəsi təsiri yox idi. Amma, robot kolun sol tərəfində kiçik elektrik sahəsi artışı aşkarlandı. Ümumiyyətlə, əgər yerli elektrik sahəsi hava dielektrik bozulma səviyyəsindən (30 kV/cm) çox olarsa, komponentlərin bozulma riski artar, sistem stabilliyi və təhlükəsizliyi zədələnir.

Əlavə olaraq, sistem komponentlərinin potensial (voltaj) paylanmasını nəzərə alaraq, dronla yerləşdirilən inspeksiya sistemi və UHV cərgəsi arasındakı məsafənin artması ilə birlikdə, bütün komponentlərin elektrik potensiali uyğun olaraq azaldıqını aşkarladık. Bu potensial dəyişikliklərə əsasən, hər bir komponentin servis mühitində necə voltaj səviyyələrini və maksimum elektrik sahə qiymətlərini müşahidə etdiyimizi müəyyənləşdirdik.

Cədvəl 1-də göstərilən kimi, inspeksiya sistemi UHV cərgəsindən 0.84 m məsafədə iken, robot kol 3712 V/m elektrik sahəsi və 2069 V voltaj səviyyəsini müşahidə edir. Sol və sağ pervanalar arasında müqayisə edildiğində, sol pervana, sağ pervanadan daha yüksək elektrik sahəsi və voltaj səviyyələrini həmişə gedir. Bütün verilənlər göstərir ki, 0.84 m işləmə məsafəsində, elektrik sahəsi hava bozulma limitinin çox aşağıda qalır, elektrik buraxılış riski yoxdur və dronla yerləşdirilən robot kol inspeksiya sisteminin təhlükəsiz işləməsi təmin edilir.

2.2.2 İnspeksiyaya Görə Sistem Performansı UHV Cərgələrindən 0.34 m Məsafədə
Kompaniya, dronla yerləşdirilən robot kol inspeksiya sistemini UHV cərgələrindən 0.34 m məsafədə yerləşdirərək, onun işləmə vəziyyətini və konduktorun yaxınlığında məkan elektrik sahəsinin paylanmasını təhlil etmək üçün də simulyasiya təcrübələri apardı.

Cədvəl 1: Dronla Yerləşdirilən Robot Kol İnspeksiya Sisteminin Hər Bir Komponentinə Müvafiq Maksimum Elektrik Sahə Qiyməti və Voltaj Dəyərləri

Simulyasiya nəticələri göstərdi ki, bu məsafə saxlanma şəraitində, robot qolu olan çəkili elektrik xətlərinin sol tərəfindəki fəzalı elektrik sahasının paylanması dəyişdi. Üzrə qəbuledici (UHV) elektrik xətlərinin unikal mühitindən ötürü, yüksək voltlu elektrik sahaları yarxanın və səth yanması problemlərinə asanlıqla səbəb olur.

Eyni zamanda, sistemin müxtəlif komponentlərinin potensial dəyişikliklərinin təhlili edildiyində, dronla yerləşdirilən robot qolu nəzarət sistemi və UHV elektrik xətləri arasındakı məsafənin artırılması ilə birlikdə, bütün komponentlərin elektrik potensialı uyğun olaraq azaldı.

Cədvəl 2-dəki məlumatlarə görə, nəzarət sistemi UHV elektrik xətlərindən 0,34 m uzaqda yerləşdirsə, sistemdəki hər hansı bir komponent tərəfindən təsir edilən maksimum elektrik saha güclü hava dielektrik zədələnmə güclündən aşağı qalmalıdır. Bu səbəbdən, təmir əməliyyatı zamanı heç bir zədələnmə riski yaranmayacaq və dronla yerləşdirilən robot qolu nəzarət sisteminin praktiki tətbiqdə təhlükəsizliyi və etibarlılığı təmin edilir.

Cədvəl 2: Dronla yerləşdirilən robot qolu nəzarət sisteminin hər bir komponentinə uyğun maksimum elektrik saha güclü və volt qiymətləri

2.3 İletim hatı nəzarətində dronla monte edilmiş robot qolluqun anti-təsir imkanlarının testləri

Dronun şildləmə performansının testi üçün test təchizatı kənarlaşdırıcı boya ilə poklanan dron və çoxölçülü ampermetr iştirak etdi. Kənarlaşdırıcı boya dronun səthinə 0,05 mm-dən yuxarı olmayan həcmdə ümumi şəkildə püskürtüldü. Normal mühit şəraitində, dronun səthinin iki nöqtəsi arasındakı daxili direnc ölçüləndi; 1 Ω-dan az bir dəyər, müəyyən standartlarla uyğunluğunu göstərir.

İmage islahlanma testi: Dronla monte edilmiş robot qolluq texnologiyasının xətt nəzarəti üçün istifadəsi zamanı, gimbal kamerasının lensinin özündəki dəqiqlik və montaj prosesinin keyfiyyəti kimi faktorlar səbəbindən imagelər islahlanır. Bu islahlanma, alınan imagelər və real sahnə arasında fərqlər yaradır, bu da nisbi dərəcədə yüksək voltajlı (UHV) xətlərdəki arızaların və defektlerin dəqiq tanınmasına mane olur.

Bu problemi həll etmək üçün, bizim texniki komandamız gimbal kamerasının lensinin islahlanma xüsusiyyətlərinə əsaslanan bir image islahlanma düzəltmə modeli inkişaf etdirdi. Bu model aşağıdakı düsturla ifadə olunur:

Düsturda:
x,y, imaging sisteminin orijinal koordinatları;
x′,y′, islahlanma düzəlişindən sonra nöqtənin yeni koordinatları;
p1,p2, tangensial islahlanmanın parametrləri;
r, şəkil mərkəzindən radyal məsafədir.

Kamera lensinin islahlanması əsasən iki növə bölünür: tangensial və radyal islahlanma. Tangensial islahlanma, lens elementlərinin və kameraların şəkilləndirici səthi tam paralel olmadığından baş verir. Digər tərəfdən, radyal islahlanma, işıq şüalarının lensin optik mərkəzindən daha uzaq məsafələrdə böyük dərəcədə eğilməsi səbəbindən meydana gəlir, bu da lensin radyal istiqamətində islahlanma paylamasına səbəb olur. Radyal islahlanma, aşağıdakı düsturla ifadə olunur:

Düsturda:
x,y, radyal islahlanmış nöqtənin orijinal koordinatları;
x′,y′, islahlanma düzəlişindən sonra nöqtənin yeni koordinatları;
k1,k2,k3, radyal islahlanmanın parametrləri;
r, şəkil mərkəzindən radyal məsafədir.

Bu əsasda, şirkətimiz Zhang metodunu təklif edir ki, bu metoddan istifadə edərək, imageməzi formalaşdıran ən ciddi şəkildə təsir edən radyal islahlanma komponentləri aşkar edilir və model parametrləri bərpa olunur. Bu, təyin edilmiş dünya koordinat sistemində obyekt koordinatları və şəkilləndirici səthdəki piksel koordinatları arasındakı kölgələşməni mümkün edir, bundan sonra gimbal kamerasının kalibrlənməsi tamamlanır. Bu yanaşma, lensin istehsal toleransları və montaj proseslərinin imageməzin dəqiqliyinə olan təsirini effektiv şəkildə azaldır, imagelərin aydınlığını artırır və yüksək səviyyəli imagelərin UHV xətlərindən sistemə cəlb edilməsini təmin edir. Bu, nisbi dərəcədə yüksək voltajlı xətlərdəki arızaların və defektlərin dəqiq qiymətləndirilməsi üçün nəzarət personelinə etibarlı vizual məlumatlar təmin edir.

Ümumiyyətlə, bu məqalədə təklif edilən dronla monte edilmiş robot qolluq nəzarət texnologiyası, hazırkı UHV xətti nəzarət tələblərinə uyğun olaraq, zəif enerji istifadəsi, uzun ömürlülük, aşağı qiymət, yüksək yük kapasitesi və güclü mühit hissəsi ifa edir. Bu, dronların tradisiya nəzarət metodlarına əvəz olaraq anahtarlamaqda mühüm texniki botlənlığı aşırır, nəzarət əməliyyatlarının ümumi səviyyəsini yüksəldir və elektrik nəqli və təminatının təhlükəsizliyi və etibarlılığını möhkəmləyir.