Dron asosidagi o'zgaruvchi texnologiyalar bo'yicha tadqiqot va tahlil: Axborot jarring qurilmalari uchun yetkazib berish xizmatlari

Ayni mintaqada, ultraguchli (UHV) elektr chiqarish liniyalarining remontidan keyin quyidagi muammolarni aniqlash mumkin: mavjud drone jamiyatlarining imkoniyatlari hozirgi katta o'lchamli va keng qamrovli tekshiruv va remont talablarni qondirish uchun yetarli emas. Amaliy ishlar jarayonida drone jamiyatlarining yengil tortish imkoniyati, rasm surat olish imkoniyati va elektromagnit interferentsiya (EMI) qarshi kurash imkoniyati kam, bu esa tekshiruvning samaradorligiga salbiy ta'sir etadi va UHV liniyalarning aynan xatoliklarini aniq topishni ta'sirini oldini oladi.

UHV elektr chiqarish liniyalarining uzunligi va joylashgan tabiiy mohitning ta'siri sababli, tez-tez drone jamiyatlarining yengil tortish imkoniyati kamroq, bu esa tekshiruvning samaradorligini pasaytiradi. Berilgan misolda, yaqitli-elektrli g'ibrid drone jamiyatlarining uchish muddati 3 soatdan kam bo'lgan, bu esa tekshiruvda tez-tez batareya almashtirish talab qilindi. Shuningdek, hozirda mavjud drone asosidagi tekshiruv tizimlari funktsional to'lanishsiz—ular multidimensonal, multifunktsional tekshiruv imkoniyatlarini qo'llab-quvvatlamaydi—bu esa tekshiruvning aniqlikka yetishmaydi. Bu, liniya xatoliklarini yoki boshqa aynan xatoliklarni aniqlash va bartaraf etishni uzroq yetkazishi mumkin, bu esa normal elektr chiqarishga to'g'ri ta'sir qiladi.

Bu muammolarni hal qilish uchun, bizning kompaniyamiz yangi UHV elektr chiqarish liniyasi tekshiruv texnologiyasini ishlab chiqdi, unda drone ustida robot manipulyator o'rnatilgan. Bu yechim, maxsus UHV infrastruktura va hozirgi drone jamiyatlarining liniya remontida foydalanilishi asosida mo'ljallangan. Bu, quyidagi asosiy talablarni qondirish maqsadida yaratildi: kam energiya sarflanishi, uzroq yengil tortish imkoniyati, arzon narx, yuqori yuk olish imkoniyati va kuchli mohit hisobga olish.

1.Texnik yechim: UHV liniya remontida drone ustida robot manipulyator
1.1 Qonuniy konseptsiya
Bu texnologiyaning asosiy e'tibor beriladigan yo'nalishlari izolyatsiya dizayni, robot manipulyatorning harakat boshqarilishi va qo'llab-quvvatlash podsystemlari. Samarali texnik dizayn asosiy vazifalarni amalga oshirish va amalga oshirishda barqarorlikni yengillantirish uchun zarur.

Bizning kompaniyamiz UHV remont mohitining robot manipulyator uchun izolyatsiya talablarini umumiy tarzda baholadi. Bu asosda, biz ro'yxatdan o'tgan elektr maydoni kuchini va zanjirli rotordan, kerakli markazdan, korpusdan va fuselajdan yopiq provodlardan turli masofalarda yuzaga keladigan maksimal elektr maydon kuchini va voltaj o'zgarishlarini hisobladik. Keyin, ushbu natijalar asosida keyingi texnik yechimlarni takomillashtirish uchun ma'lumotlar testlarini ishlab chiqdik.

Biz UHV remont holatlarini tanlov orqali standart ishlash protokollari va xavfsizlik talablarini belgiladik. Robot manipulyatorning bir nechta darajali strukturasini optimallashtirdik, eng mos keladigan drone-manipulyator konfiguratsiyasini aniqlash uchun. Ushbu xususiy ishlash mohiti asosida, biz asosiy rasm surat olish apparaturasi va ma'lumot o'tkazish dasturi va tizimini yangilashni taklif qildik, shundan keyin real vaqt rejimida rasm surat olish sifatini oshirish uchun.

1.2 Elektromagnit interferentsiya (EMI) cheklash choralar
Misolda UHV liniyalar uzun bosma va kesishmalarga ega, bu esa murakkab va dinamik elektromagnit mohit yaratadi. Liniyalarning atrofida kuchli elektromagnit maydonlar va yaqin joylashgan aloqa bazalari tomonidan yuborilayotgan kuchli signallar drone-manipulyator tizimining aloqasiga kuchli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shuningdek, manipulyator ishlayotgan paytda uzroq masofada ma'lumot o'tkazishda parazit signallar paydo bo'lishi mumkin, bu esa ishning xavfsizligini kamaytirishi mumkin.

Bunun bilan borib, bizning kompaniyamiz quyidagi EMI himoyalash choralarini taklif qiladi:

• UHV liniyalarning atrofidagi kuchli elektromagnit maydonlarining drone ichki elektronik tizimiga berishi mumkin bo'lgan zararlarini tahlil qilish.

• Airframe sirti, signal kabeli va barcha korpus parchalari uchun himoya uskunalari qo'llash.

• Drone tashqi qismiga belgilangan deyarlik qattiqlikda konduktiv qopishni bir xil ravishda pulkanash. Qopish uchun mos kelmaydigan komponentlar uchun muntazam nuqtali bog'liq qilish usuli bilan ekvivalent himoya effektivligini olish.

1.3 Robot manipulyator strukturaviy dizayni
Rasm 1 da ko'rsatilganidek, robot manipulyator quyidagilardan iborat:
(1) Egri; (2) Servo himoya kutisi; (3) Nol qiymatli detektor qo'shimchasi; (4) Yuqori voltaj proba qo'shimchasi; (5) Izolyatsiya quti; (6) Cheklovchi quti; (7) Epoxy resin izolyatsiya qati; (8) Pitche ozroq moslangan egri; (9) Bog'liq qiliq quti; (10) Roll ozroq moslangan egri.

UHV mohitidagi izolyatsiya talablarni e'tiborga olish uchun, bizning kompaniyamiz drone pastki qismi va qo'yilish qismi orasiga izolyatsiya boltlarini o'rnatishni taklif qiladi. Metall qobiq drone ning pastki qismiga bog'liq bo'lib, pitche ozroq moslangan egri qobiqning tashqi qismiga o'rnatiladi. Pitche servomotorni egri o'ng tomonida o'rnatilgan, bu esa robot manipulyatorning tepaga va pastga harakatlanishi uchun.

Elektr chiqarish liniyalarning atrofidagi kuchli elektromagnit maydonlar tomonidan beriladigan interferentsiya e'tiborga olinganda, bizning kompaniyamiz servomotor qatortini izolyatsiya quti ichiga o'rnatishni taklif qiladi va servoga xususiy izolyatsiya himoya qutisini o'rnatishni taklif qiladi. Bu, servoni tashqi yuqori voltaj mohitidan yuzaga keladigan elektromagnit impulsdan muvaffaqiyatli ajratadi. Shuningdek, servoga atrofdagi gaplarga muntazam nuqtali bog'liq qilish usuli bilan qo'llash orqali, servonun ichki elektronik tizimiga elektromagnit toqdir yuzaga kelishi ehtimolini kamaytirish mumkin.

2.Drone ustida robot manipulyator orqali UHV elektr chiqarish liniyasi tekshiruv simulatsiyasi
2.1 Simulatsiya dizayni
Misolning UHV elektr chiqarish liniyasi remont rekordlariga asosan, quyidagi struktura parametrlarini olish mumkin: to'g'ri turib turgan qulay tashkilotning umumiy balandligi 3200 mm; katta shed radiusi 2400 mm; o'rtacha shed radiusi 3200 mm; kichik shed radiusi 2700 mm; va provod diametri 17.48 mm, Rasm 2 da ko'rsatilganidek.

Simulyatsiya sinovida, dron tizimi pervanalar, kerakli qism va fuselaj uchun ug'lit filamanalarni tanlash orqali jami ishga tushishini oshirdi.

Dron asosidagi texnik xizmat ko'rsatish operatsiyalariga yaqin joylashgan bo'sh fazodagi elektr maydonining ta'sirini hisobga olgan holda, kompaniyamiz birinchi marta dron asosidagi robot ro'kotli tekshiruv tizimini simulyatsiya modelini ishlab chiqdi. Cheklangan elementlar tahlili yordamida, UZS liniyalari atrofida mavjud elektr maydonining dron asosidagi texnik xizmat ko'rsatish operatsiyalariga berilgan aniq ta'siri aniqlandi. Shuningdek, robot ro'kotning chap tomoni va kabl bilan orasidagi masofadagi farqda robot ro'kot, korpus, pervanalar va fuselajning maksimal elektr maydon kuchlanishi va voltaj o'zgarishlari tahlil etildi. Bu, yaqin masofada amalga oshirilayotgan tekshiruv ishlarida potensial xavfliliklar mavjudligini baholash imkonini beradi.

2.2 Simulyatsiya jarayoni
2.2.1 Tekshiruv tiziminin UZS liniyasidan 0.84 m masofada ishlash rezhimi
Kompaniyamiz dron asosidagi robot ro'kotli tekshiruv tizimini simulyatsiya sinovlarini olib bordi, bu orqali uning ish rejimi va konduktor yaxindagi bo'sh fazodagi elektr maydon taqsimlanishini 0.84 m masofada o'rganish imkoniyati yaratildi.

Simulyatsiya natijalari, shu ish rejimida, jami tekshiruv tizimida elektr maydonining nazoratdan o'tkan ta'siri yo'q ekanligini ko'rsatdi. Biroq, robot ro'kotning chap tomonida elektr maydon kuchlanishining qisqa oshishi aniqlandi. Umuman olganda, agar lokal maydon kuchlanishi havaning dielektrik buzilish kuchlanishini (30 kV/cm) o'zgartirsa, komponentlar buzilish riski oshadi, bu tizimning stabilizatsiya va xavfsizligini kamaytiradi.

Shundan tashqari, tizim komponentlaridagi potentsial (voltaj) taqsimlanishini tahlil qilib, dron asosidagi tekshiruv tizimi va UZS liniyasi orasidagi masofa oshganda, barcha komponentlardagi elektr potentsiali mos ravishda pasayishi aniqlandi. Bu potentsial o'zgarishlarga asosan, har bir komponentning texnik xizmat ko'rsatish muhitida qanday voltaj darajalarini va maksimal elektr maydon kuchlanishini o'lchash imkoniyati yaratildi.

Jadval 1-qa ko'ra, tekshiruv tizimi UZS liniyasidan 0.84 m masofada joylashganda, robot ro'kot 3712 V/m elektr maydon kuchlanishi va 2069 V voltajni o'z ichiga oladi. Chap va o'ng pervanalar orasidagi solishtirishda, chap pervana doimiy ravishda o'ng pervadan yuqori elektr maydon kuchlanishi va voltajni tasvirlaydi. Barcha ma'lumotlar, 0.84 m ish rejimidagi elektr maydon kuchlanishi havaning buzilish chegarasidan pastda qoldigini, elektr chiqish xavfini yo'qotib, dron asosidagi robot ro'kotli tekshiruv tizimining xavfsiz ishlayishini ta'minladigini ko'rsatadi.

2.2.2 Tekshiruv tiziminin UZS liniyasidan 0.34 m masofada ishlash rezhimi
Kompaniyamiz ham dron asosidagi robot ro'kotli tekshiruv tizimining ish rejimini va konduktor yaxindagi bo'sh fazodagi elektr maydon taqsimlanishini 0.34 m masofada o'rganish uchun simulyatsiya sinovlarini olib bordi.

Jadval 1: Dron asosidagi robot ro'kotli tekshiruv tizimining har bir komponenti uchun maksimal elektr maydon kuchlanishi va voltaj qiymatlari

Simulyatsiya natijalari, bu masofa saqlanish shartida, robot qolining chap tomondagi elektr chiqaruv liniyasi atrofida joylashgan elektromaydonning o'zgarishi haqida ko'rsatdi. Uchta ulkan quvvatli (UHV) elektr chiqaruv liniyalari unikal mühitiga sabab, yuqori quvvatli elektromaydonlar katta darajada ishik va sirt flashover muammolarni yetkazishi mumkin.

Ayni paytda, tizimning turli komponentlarining potentsial o'zgarishlari tahlil etilganda, dron ustida joylashtirilgan robot qol tekshirish tizimi va UHV elektr chiqaruv liniyasi orasidagi masofa oshganda, barcha komponentlar bo'lgan jarayonda elektr potentsiali nisbatan kamayishi aniqlandi.

Jadval 2 ma'lumotlariga ko'ra, tekshirish tizimi UHV elektr chiqaruv liniyasidan 0,34 metr masofada joylashganda, tizimning har bir komponenti tarafdagi maksimal maydon kuch havo dielektrik zangari quvvatidan oshmaydi. Demak, xizmat faoliyatida zangarlik xavfi yo'q deb hisoblanadi, bu esa dron ustida joylashtirilgan robot qol tekshirish tizimining amaliy qo'llanmalarda xavfsizligi va ishonchiligini ta'minlaydi.

Jadval 2: Dron ustida joylashtirilgan robot qol tekshirish tizimining har bir komponenti uchun mos keluvchi maksimal maydon kuchi va volt qiymatlari

2.3 Elektr tarmoqni ta'mirlashda dron orqali o'rnatilgan robot qolning notekislikka qarshi kurashish imkoniyatini sinov

Dronning ekranlash xususiyatini sinov uchun, sinov jihozlariga konduktiv boya bilan poklanilgan dron va multimeter kirib ketti. Konduktiv boya dronning sirtiga 0,05 mm dan oshmaydigan qalinlikda meros ravishda pislangan. Oddiy atmosfera sharoitlari doirasida, dronning sirtidagi ikki nuqtaning ichki qarshilik o'lchangan; 1 Ω dan kam qiymat, belgilangan standartga mos kelishini ko'rsatadi.

Rasmdeformatsiya sinovi: Dron orqali o'rnatilgan robot qol texnologiyasini elektr tarmoqlarini tekshirish uchun qo'llashda, gimbal kamerani nihoyat aniqligi va montaj jarayonining sifati kabi omillar tufayli, rasm deformatsiyasi yuz berishi mumkin. Bu deformatsiya, saqlangan rasmlar va haqiqiy mavjudiyat o'rtasida farqlarga olib keliishi mumkin, bu esa ta'mirlash xodimlari UYH (ultra yuqori volt) elektr tarmoqlaridagi zavalliklarni yoki defektlarini aniq aniqlash imkoniyatini cheklab yuboradi.

Bu muammoni hal qilish uchun, bizning texnik jamoa gimbalkamera lentinin deformatsiya xususiyatlari asosida rasm deformatsiyasini to'g'rilash modelini ishlab chiqdi. Bu model quyidagi formulada ifodalangan:

Formulada:
x,y - izlov tizimidagi tangensiyal deformatsiyaga ega bo'lgan nuqtaning asliy koordinatalari;
x′,y′ - deformatsiyani to'g'rilashdan keyin nuqtaning yangi koordinatalari;
p1,p2 - tangensiyal deformatsiya parametrlari;
r - rasm markazidan radius masofasi.

Kamera lensasi deformatsiyasi asosan ikki turda bo'lib, tangensiyal va radiusiy deformatsiya. Tangensiyal deformatsiya, asosan, lensa elementlari va kamera rasm maydoni bir-biriga to'la parallel emasligi sababli yuz beradi. Radiusiy deformatsiya esa, lensaning optik markazidan uzoqroq joylarda nur qutilarining ko'proq egilishi sababli, lensaning radiusiy yo'nalishida deformatsiya paydo bo'lishi sababli yuz beradi. Radiusiy deformatsiya quyidagi formulada ifodalangan:

Formulada:
x,y - izlov tizimidagi radiusiy deformatsiyaga ega bo'lgan nuqtaning asliy koordinatalari;
x′,y′ - deformatsiyani to'g'rilashdan keyin nuqtaning yangi koordinatalari;
k1,k2,k3 - radiusiy deformatsiya parametrlari;
r - rasm markazidan radius masofasi.

Bu asosda, kompaniyamiz Zhang kalibratsiya usulidan foydalanishni taklif etadi, bu usul radiusiy deformatsiya komponentlarini aniqlovchi va modellash parametrlarini qayta ishlashga imkon beradi. Bu, ma'lum dunyo koordinata tizimida ob'ekt koordinatalari va rasm maydonidagi piksel koordinatalari orasidagi o'zaro bog'liq haritalashni amalga oshiradi, bu esa gimbalkamerani kalibrlashni yakunlaydi. Bu yondashuv, lensalar ishlab chiqarish orzulari va montaj jarayonlari tufayli rasm aniqlikka ta'sirini kamaytiradi, rasm ochqiligini oshiradi va UYH (ultra yuqori volt) elektr tarmoqlari haqidagi HD rasmalarni bevaqtorda tizimga yetkazishga imkon beradi. Bu, ta'mirlash xodimlari uchun, tarmoqlarda mavjud bo'lgan zavalliklarni yoki defektlarini aniq baholash uchun ishonchli vizual ma'lumotlarni ta'minlaydi.

Qisqacha, bu maqolada taklif etilgan dron orqali o'rnatilgan robot qol tekshirish texnologiyasi, hozirda UYH elektr tarmoqlarini ta'mirlash talablari, ya'ni past energiya sarflanishi, uzun muddat ishlashi, past narx, yuklanish imkoniyati va atrof-muhit hisobiga chuqur sezish imkoniyatini bajaradi. Bu, dronlar orqali traditsionel qo'limiz bilan bajariladigan tekshirish usullarini almashtirishda asosiy texnik qiyinchiliklarni yengilab, ta'mirlash operatsiyalarining umumiy darajasini oshiradi va elektr ta'minot va tarqatishning xavfsizligini va ishonchli bo'lishini mustahkamlaydi.