Taighde agus Anailís ar Theicneolaíochtaí Ionchuimhneacháin Bunaithe ar Dronaí do Chosaint Líne Trasnáisiúin Ard-Voltachta

I gceantar áirithe, tar éis cothú líneacha tréimhseachta (UHV) anseo, bhí na fadhbanna seo a leanas faighte amach: níl cumas ag na drónaí reatha go leor chun freastal ar riachtanais inspeála agus cothú mórscála agus leithleatacha UHV. Sa thréimhse oibre, taispeánann na drónaí neartaithe gan cumas, feidhmíocht íomhághlacadh teoranta, agus cosaint bhrú eilecromach (EMI) ina laghad, rud a dhéanann iarracht inspeála agus nach féidir aitheantas cruinn a fháil ar mhionchórais UHV.

Mar gheall ar an uairbhochadh mór atá ar líneacha tréimhseachta UHV agus tionchar an timpeallachta réigiúnach, ní féidir le drónaí le húsáideoireachtaí dearcálaí maireachtáil airtheacha teorainn an tairbhe a chur suas, rud a laghdóidh cáilíocht inspeála. Sa chás luaite, d'éirigh le drónaí heol-ileachtaí meascáin a bhaint amach a mhair níos lú ná 3 uair an chloig, ag cruthú riachtanais airdheisiúcháin laistigh le linn inspeála. Mar sin féin, níl córas inspeála drónaí reatha go hiomlán—ní thacaíonn siad le héagsúlacht inspeála ilmheánach—rud a chuir isteach ar a chruinneas. D'fhéadfadh sé seo a chur ar ceal aitheantas agus cur chuige míchruinn, ag éifeachtnamh go díreach ar an tairbhe tréimhseachta.

Chun a lorg a shroich, d'fhorbair an cheadaíocht ár gcomhlacht teicneolaíocht nua inspeála líneacha tréimhseachta UHV a chomhcheanglaíonn cluasán robótach ar drón. Tá an tionscadal seo deartha do struchtúr UHV speisialta sa réigiún agus bunaithe ar feidhmíocht reatha drónaí sa chothú líne. Tá sé ag iarraidh a lorg a shroich trí chumhachtú íobair íseal, teorainn an tairbhe a chur suas, costas íseal, cumas íompair ard, agus mothú timpeallachta láidir.

1.Tionscadal Teicneolaíoch: Cluasán Robótach ar Drón do Choimeád Líneacha UHV
1.1 Céim Dhiseain
Tá na smaointe is tábhachtaí don teicneolaíocht seo a chuidiú leis an ndiseain diograiseach, rialú gluaiseach cluasán robótach, agus córais suíomhacha. Tá sé ríthábhachtach a bheith cinnte de go bhfuil an tionscadal teicneolaíoch deartha go réasúnta chun a lorg a shroich agus a bheith in ann aon srian a chur as.

D'oibrigh ár gcomhlacht go cuimsitheach leis an tionscadal diograiseach a chuidiú leis an gcluasán robótach sa chothú UHV. Bunaithe ar an mbunúcháin seo, rinneamar ráchainní ar an gcumhacht réamhshainithe agus athruithe voltaga a bhí ar an ngluais, roitóirí, craobh, agus corp ag fadúil éagsúla ón líne tréimhseachta. Rinneadh triálacha feidhmiúcháin sonraithe chun a chuidiú le haon athruithe a dhéanamh ar an tionscadal teicneolaíoch.

Rinneamar roghnú ar scéalta cothú UHV comhthéacsacha chun modh oibre stiúradhach agus prótacail slándála a chur ar an bonn. D'athraíodh an struchtúr rothlaidh ilmheánach chun an tionscadal is fearr idir an drón agus an cluasán a aimsiú. Leis an gcomhthéacs oibre úiní, chuiríomar chun cinn a nuachrú ar an tionscadal greannáin íomhá agus bogearraí/hardwair trasnaíochta chun a chuidiú le cruinneas íomhá ama réala.

1.2 Bearta Cosaint Brú Eilecromach (EMI)
Tá an líne UHV sa chás seo a chuidiú le spás mór agus crochadh, ag cruthú timpeallacht brú eilecromach casta agus díoltach. Tá brú eilecromach láidir thart ar an líne agus samplaí corrshoicheantach ó stáisiúin cumarsáide araon i gcumas a chur isteach go mór ar chumarsáid an chórais drón-cluasán. Mar sin féin, d'fhéadfadh trasnaíocht a bheith mar thoradh ar a chur chuige a chuidiú le trasnaíocht data ar fud an spáis, ag cur isteach ar shábháilteacht oibre.

Chun a choinneáil, forbraímid an chéim seo a leanas:

• Anailís ar an díobháil is féidir le brú eilecromach láidir thart ar líneacha UHV a dhéanamh ar an gcircuit iontrach an drón.

• Cuir cosaint ar an talamh ar an gcraobh, cablai seol, agus gach bealach titim.

• Spréidiú codladh giobach condcóiriúil ar an gcraobh an drón chun a chur isteach ar an brú eilecromach. Do chuid eile nach féidir leo a chur faoi chosaint, úsáidear ciorcal cupair chun a chuidiú leis an gcumas cosaint.

1.3 Diseain Struchtúr Cluasán Robótach
Mar a léirítear in Ardán 1, tá an cluasán robótach a chomhcheanglaíonn:
(1) Gripper; (2) Bosca cosaint servo; (3) Ailtire díolaim neamhluach; (4) Ailtire teisteach tréimhseachta; (5) Stóc diograiseach; (6) Barra teorainneach; (7) Sreabhadh diograiseach resín epóide; (8) Súgradh bainne biorach; (9) Barra ceangail; (10) Súgradh rolla biorach.

Bunaithe ar an tionscadal diograiseach sa chothú UHV, forbraímid an tionscadal bunúcháin diograiseach idir an taobh íosta an drón agus an tírdhrom. Tá fráma acra ag ceangal an taobh íosta an sreabha diograiseach leis an súgradh bainne biorach, a chuirtear go mór thart ar roinnt biorach. Tá an tionscadal servo motor suite ar an taobh deas an biorach, ag spreagadh an tionscadal bainne chun a chuidiú le gluais an chluaisín robótach suas-síos.

Bunaithe ar an tionchar a chuir brú eilecromach láidir thart ar an líne tréimhseachta, forbraímid an tionscadal líne dreapada servo istigh sa stóc diograiseach agus a chur faoi chosaint ailtire diograiseach sonraithe. Tá sé seo a chuidiú leis an tionscadal servo a chosaint ón brú eilecromach a ghearrtar ón dtírdhrom tréimhseachta. Mar sin féin, úsáidear ciorcal cupair chun a chuidiú leis an gcosaint a chur isteach ar an spás thart ar an tionscadal servo chun a chuidiú leis an gcumas comhionann a bhaint amach, ag cur isteach ar an toradh a dhéanann an brú eilecromach ar an gcircuit iontrach an tionscadal servo.

2.Experiment Simile Coimeád Líneacha Tréimhseachta UHV Le Drón Agus Cluasán Robótach
2.1 Dearadh Simile
Bunaithe ar an tionscadal cothú líneacha tréimhseachta UHV sa chás luaite, fuarthas na paramaithe struchtúrtha seo a leanas: tá an airde iomlán an turla díreach 3200 mm; tá an raidh shed mór 2400 mm; tá an raidh shed méan 3200 mm; tá an raidh shed beag 2700 mm; agus tá an trastomhas 17.48 mm, mar a léirítear in Ardán 2.

Sa chuid den tionscadal réadúcháin, roghnaigh an córas drone ábhair carboneach do na próipéir, an raon agus an corp le haghaidh feabhsú ar a fheidhmíocht iomlán.

Ag lorg an tionchar a bhíonn ag an spás reatha leis an gcúlra dearga ar oibriú baill uathdhíolaithe do líneanna traspórt forleathan-ard (UHV), forbraíodh an chéad modh réadúcháin don chóras inspéiceála lámh-róbóide agus drone ag ár gcomhlacht. Le linn anailís deilbhíochta cosúil, mhaithamar an tionchar ar leith a bhíonn ag an gcúlra dearga timpeall líneacha UHV ar oibriú baill uathdhíolaithe. Mar sin féin, rinneamar anailís ar an ngnéas cúlra dearga is mó agus athruithe voltaga a bhíonn faoi dhuine éigin idir an lámh róbóide, an corp, na próipéir, agus an corp le haghaidh scagairí difriúla idir an taobh clé den lámh róbóide agus an cundóir. Seo aige, is féidir linn measúnú a dhéanamh ar an méid a bhfuil gearrchaile ar shábháilteacht le linn oibriú inspéiceála sna hardtana.

2.2 Próiseas Réadúcháin
2.2.1 Fheidhmíocht an Chórais Inspéiceála ag 0.84 m ó Líne Traspórt UHV
Chomh maith leis seo, rinneamar tionscadail réadúcháin ar an chóras inspéiceála lámh-róbóide agus drone ag ár gcomhlacht chun a stád fheidhmiúil agus an réadúchán dearga timpeall an chundóir a chur chuig an bpróiseas nuair atá sé suite 0.84 m ón líne traspórt UHV.

D'fhóir iarracht réadúcháin go, faoin gcóras oibre seo, níor tháinig aon tionchar dearga suntasach ar an gcóras inspéiceála iomlán. Cionn sin, fuarthas íoscríoch beag sa ghnéas cúlra dearga ar an taobh clé den lámh róbóide. Ginearálta, má tharlaíonn an gnéas cúlra dearga áitiúil a bheith os cionn láibhse briseadh dielectraí air (30 kV/cm), níos mó an riachtanas a bheith ann chun a chinntiú nach mbeidh aon briseadh comhphónaí, agus go mbeidh an córas sábháilte agus stiúrtha.

Freisin, trí an réadúchán dearga (voltaga) a bheith ar an gcóras, aimsíomar gur éirigh an voltaga ar gach comhphóna amháin agus a chur síos ar an scagaire idir an córas inspéiceála agus an líne UHV. Bunaithe ar na hathruithe voltaga seo, aimsíomar na leibhéal voltaga agus an gnéas cúlra dearga is mó a bhíonn ag gach comhphóna sa chúlra oibre.

Mar atá le feiceáil i Tabhlach 1, nuair atá an córas inspéiceála 0.84 m ón líne UHV, bíonn an gnéas cúlra dearga 3712 V/m agus an voltaga 2069 V ag an lámh róbóide. Nuair a dhéanann tú comhparáid idir na próipéir clé agus deas, tá an gnéas cúlra dearga agus an voltaga is airde i gcónaí ag an próipéir clé. Léiríonn gach sonraí go, ag an scagaire oibre seo 0.84 m, fanann an gnéas cúlra dearga go maith faoi láibhse briseadh air, agus níl aon gearrchaile ann ar an gcóras inspéiceála lámh-róbóide agus drone.

2.2.2 Fheidhmíocht an Chórais Inspéiceála ag 0.34 m ó Líne Traspórt UHV
Rinneamar freisin tionscadail réadúcháin chun a stád fheidhmiúil agus an réadúchán dearga timpeall an chundóir a chur chuig an bpróiseas nuair atá an córas inspéiceála lámh-róbóide agus drone suite 0.34 m amháin ón líne traspórt UHV.

Tabhlach 1: An Gnéas Cúlra Dearga Is Mó agus Luachanna Voltaga Comhtháite le Gach Comhphóna den Córas Inspéiceála Lámh-Róbóide agus Drone

Léirigh na torthaí meicniúcháin go ndearna an díchúlú ar fud an líne seachtrach ar thaobh clistí an lámh róidireachta athrú. Mar gheall ar an timpeallacht uathúil atá i bhfeidhm ar línte seachtracha an-ard (UHV), is minic go forbríonn réimse seachtracha ard corra agus folaíocht uachtair.

Ag an am céanna, trí eolas a chur ar fáil faoi athruithe forleathan ar fud na gcuid éagsúla den chóras, aimsíodh gur éirigh leis an bforleathan de réir mar a mhéadaíonn an scéal idir an córas inspéiceála lámh róidireachta airshaoilte agus an líne seachtrach UHV, ag an am céanna, éiríonn leis an forleathan gach cuid in éindí.

De réir na díolaim sa Tabhlach 2, nuair a bheidh an córas inspéiceála suite 0.34 m ón líne seachtrach UHV, níos mó ná an cumas briseadh dielectric aer, ní bheidh an réimsí seachtrach is airde a fhreastalaíonn ar aon chuid den chóras os cionn an tairbhe. Mar sin, tar éis an tionscal a dhéanamh, ní bheidh aon risg briseadh ann le linn an oibríochta síntí, ag cinntiú slánú agus ionracaitheacht an chórais inspéiceála lámh róidireachta airshaoilte i bhfeidhmchláir práctacha.

Tabhlach 2: Réimsí Seachtracha Is Airde agus Luachanna Voltáige Coibhneasta do Gach Cuid den Córas Inspéiceála Lámh Róidireachta Airshaoilte

2.3 Tástáil Cóiríochta i gContraigh ar Lámh Róbóide ar Iarmhúinte do Chosaint Liní Trasnacháin

Do thástáil fheabhsaithe an dróna, bhí an t-equipment bhrabúch ina chuid den dróna atá dathaithe le pint éigeantach agus comhaireamh. D'fhuair an pint éigeantach a isteach go compordach ar uachtar an dróna le spiorad nach raibh sé níos mó ná 0.05 mm. Faoin gcóras timpeallachta gnách, mearadh an riansa idir dhá phointe ar uachtar an dróna; luach níos lú ná 1 Ω léiríonn a bheith i gcomhréim leis an stándart shonrach.

Tástáil meascadh íomhá: Nuair a úsáidtear teicneolaíocht an lámh róbóide ar iarmhúinte don tástáil líne, d'fhéadfadh meascadh íomhá a tharla mar gheall ar fachtóirí cosúil le cruinneas an gimbal camera lens agus cáilíocht na próiseála cuardaí. An meascadh seo a dhéanann difríocht idir na híomhánna a ghlacfar agus an réimse fíor, ag cur isteach ar scileanna foirne seirbhíse de chur síos ar lochtanna nó míchleachtuithe ar liní trasnacháin UHV (Ultra High Voltage).

Chun an fhadhb seo a réiteach, forbraíodh modéal ceartú meascadh íomhá ag ár dtiomantas teicneolaíochta bunaithe ar charachtar an gimbal camera lens. Is é an modh seo a léirítear trí an chéimse:

Sa chéimse:
x,y is iad na comhordanáid bhunúsacha a phointe meascadh tangential sa chóras íomhá;
x′,y′ is iad na comhordanáid nua an phointe tar éis an tseachadadh ceartú;
p1,p2 is iad na paraiméadar meascadh tangential;
r is ea an fad radach ó lár an íomhá.

Is féidir meascadh camera lens a roghnú i dhá chineál: tangential agus radach. Meascadh tangential tar éis go mbíonn na coimeádta lens agus plána íomhá na camera gan a bheith paralelleach go hiomlán. Ar an láimh eile, tar éis go mbíonn radach níos mó domhain i gceantar níos faide ó lár an lens, ag cur isteach ar an meascadh a bhíonn réitithe ar an gcosán radach an lens. Is féidir meascadh radach a léiriú trí an chéimse:

Sa chéimse:
x,y is iad na comhordanáid bhunúsacha a phointe meascadh radach sa chóras íomhá;
x′,y′ is iad na comhordanáid nua an phointe tar éis an tseachadadh ceartú;
k1,k2,k3 is iad na paraiméadar meascadh radach;
r is ea an fad radach ó lár an íomhá.

Ar an mbonn seo, molann ár gcomhlacht an t-úsáid den mhodh calibrála Zhang chun aithint na comhpháirte radach a bhíonn ag tabhairt tionchar is mó ar fhorbairt an íomhá, agus athchóiriú paraiméadar an mhodail. Seo a chumas mapáil idir comhordanáid objice sa chóras comhordanáid domhain sainiúil agus pixel comhordanáid sa phlána íomhá, ag críochnú calibrála an gimbal camera. An modh seo a éifeachtaí geilleagarach ar tionchar na ndeoraidh déantúsa lens agus na próiseála cuardaí ar chruinneas an íomhá, ag feabhsú air agus a chinntiú go mbeidh íomhánna ardsholais de liní trasnacháin UHV (Ultra High Voltage) ag filleadh siar chuig an gcóras i réalaíocht gan moill. Seo a thugann sonraí físiúla iontaofa do fhoirne seirbhíse chun cur síos ar an fíric go bhfuil lochtanna nó míchleachtuithe ann ar na liní.

I gcoirbhéas, an teicneolaíocht tástála lámh róbóide ar iarmhúinte a chuirtear chun cinn sa chomhdháil seo, a shroicheann riachtanais seirbhíse liní trasnacháin UHV reatha do chosaint íseal, measgadh fada, costas íseal, cumas olcraíochta ard, agus tuiscint timpeallachta láidir. Tá sé ag dul thar pointí bonn teicneolaíocha príomha chun aistriú ó modh tástála lámha tradisiúnta go dróna, ag éardú ar an leibhéal iomlán seirbhíse, agus ag láidriú ar an sláinte agus an infearmhais ar an gcóras tráchtála agus soláthraithe fuinnimh.