Маломерный беспилотный летательный аппарат для диагностики высоковольтных электроустановок

 

Полезная модель относится к беспилотным летательным аппаратам (БЛА) и может быть использована для диагностики высоковольтных электроустановок, находящихся под напряжением. Задача полезной модели - улучшение эксплуатационных характеристик маломерного БЛА за счет увеличения продолжительности, и, соответственно, дальности полета БЛА, при проведении диагностики высоковольтных электроустановок, преимущественно воздушных линий электропередачи. Технический результат достигается тем, что маломерный беспилотный летательный аппарат (БЛА) для диагностики высоковольтных электроустановок, содержащий портативный компьютер, систему автоматического пилотирования БЛА, и измерительную аппаратуру, при этом система автоматического пилотирования БЛА содержит устройство автоматического пилотирования, блок навигации и датчики измерения напряженности электрического поля, причем портативный компьютер соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, датчиками измерения напряженности электрического поля, измерительной аппаратурой, а также с удаленным устройством радиоуправления БЛА, согласно настоящей полезной модели, дополнительно содержит систему электрических антенн, аккумуляторную батарею и подзаряжающее устройство, при этом подзаряжающее устройство содержит последовательно соединенные накопитель электроэнергии и систему снабжения БЛА электроэнергией, которая соединена с портативным компьютером и аккумуляторной батареей, а система электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА, например, на законцовках правого и левого крыла, соединена гальванической связью с накопителем электроэнергии и электрической связью с высоковольтной электроустановкой. 2 ил.

Полезная модель относится к беспилотным летательным аппаратам (БЛА) и может быть использована для диагностики высоковольтных электроустановок, находящихся под напряжением.

Прототипом является маломерный БЛА, реализующий способ диагностики высоковольтной воздушной линии электропередачи, основанный на регистрации электрических высокочастотных импульсов вблизи линии электропередачи с помощью измерительной аппаратуры (электромагнитного датчика и подключенного к нему цифрового запоминающего осциллографа) путем вдольтрассового облета линии электропередачи (Патент RU 2421746, МПК G01R 31/08, 20.06.2011).

Известный маломерный беспилотный летательный аппарат (БЛА) для диагностики высоковольтных воздушных линий электропередачи содержит портативный компьютер, систему автоматического пилотирования БЛА и измерительную аппаратуру. Система автоматического пилотирования БЛА содержит устройство автоматического пилотирования, блок навигации (GPS- или ГЛОНАСС - навигаторы) и датчики измерения напряженности электрического поля. Портативный компьютер соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, датчиками измерения напряженности электрического поля, измерительной аппаратурой, а также с удаленным устройством радиоуправления.

Прототип имеет недостаток, связанный с тем, что при проведении диагностики воздушных линий электропередачи у негоограничена продолжительность и, соответственно, дальность полета.

Задача полезной модели - улучшение эксплуатационных характеристик маломерного БЛА за счет увеличения продолжительности, и, соответственно, дальности полета БЛА, при проведении диагностики высоковольтных электроустановок, преимущественно воздушных линий электропередачи.

Технический результат достигается тем, что маломерный беспилотный летательный аппарат (БЛА) для диагностики высоковольтных электроустановок, содержащий портативный компьютер, систему автоматического пилотирования БЛА и измерительную аппаратуру, при этом система автоматического пилотирования БЛА содержит устройство автоматического пилотирования, блок навигации и датчики измерения напряженности электрического поля, причем портативный компьютер соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, датчиками измерения напряженности электрического поля, измерительной аппаратурой, а также с удаленным устройством радиоуправления БЛА, согласно настоящей полезной модели, дополнительно содержит систему электрических антенн, аккумуляторную батарею и подзаряжающее устройство, при этом подзаряжающее устройство содержит последовательно соединенные накопитель электроэнергии и систему снабжения БЛА электроэнергией, которая соединена с портативным компьютером и аккумуляторной батареей, а система электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА, например, на законцовках правого и левого крыла, соединена гальванической связью с накопителем электроэнергии и электрической связью с высоковольтной электроустановкой.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная блок-схема предлагаемого маломерного БЛА, на фиг. 2 изображен маломерный БЛА, расположенный в окрестностях проводов, например, под высоковольтной линией электропередачи для диагностики и подзарядки от электрического поля высоковольтной ЛЭП, на фиг. 3 изображен вид А на фиг. 2 (система электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА, например, на законцовках правого и левого крыла).

На чертежах цифрами обозначены:

1 - высоковольтная электроустановка, например, фазные провода воздушных линий электропередачи;

2 - маломерный БЛА;

3 - система электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА, например, на законцовках правого и левого крыла;

4 - удаленное устройство радиоуправления БЛА;

5 - портативный компьютер;

6 - измерительная аппаратура;

7 - система автоматического пилотирования БЛА;

8 - устройство автоматического пилотирования;

9 - блок навигации БЛА (GPS- или ГЛОНАСС - навигаторы);

10 - датчики измерения напряженности электрического поля;

11 - аккумуляторная батарея;

12 - подзаряжающее устройство, установленное в БЛА;

13 - система снабжения БЛА электроэнергией;

14 - накопитель электроэнергии;

15 - гальваническая связь между системой электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА, например, на законцовках правого и левого крыла, и накопителем электроэнергии;

16 - электрическая связь между высоковольтной электроустановкой и системой электрических антенн;

17 - одна из областей возможного расположения, автоматически управляемого маломерного БЛА, в процессе диагностического облета высоковольтной воздушной ЛЭП;

18 - кривые равной напряженности электрического поля.

Маломерный беспилотный летательный аппарат (БЛА) 2 для диагностики высоковольтных электроустановок 1 содержит портативный компьютер 5, систему 7 автоматического пилотирования БЛА, и измерительную аппаратуру 6, при этом система 7 автоматического пилотирования БЛА 2 содержит устройство 8 автоматического пилотирования, блок 9 навигации (GPS- или ГЛОНАСС-навигаторы) и датчики 10 измерения напряженности электрического поля, причем портативный компьютер 5 соединен с устройством 8 автоматического пилотирования, блоком 9 навигации, датчиками 10 измерения напряженности электрического поля, измерительной аппаратурой 6, а также с удаленным устройством 4 радиоуправления БЛА.

Отличием предлагаемого маломерного БЛА 2 является то, что он дополнительно содержит систему 3 электрических антенн, аккумуляторную батарею 11 и подзаряжающее устройство 12, при этом подзаряжающее устройство 12 содержит последовательно соединенные накопитель 14 электроэнергии и систему 13 снабжения БЛА 2 электроэнергией, которая соединена с портативным компьютером 5 и аккумуляторной батареей 11, а система 3 электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА 2, например, на законцовках правого и левого крыла, соединена гальванической связью 15 с накопителем 14 электроэнергии.

Маломерный беспилотный летательный аппарат (БЛА) 2 работает следующим образом.

На БЛА 2 устанавливают измерительную аппаратуру 6 и датчики 10 измерения напряженности электрического поля.

С помощью удаленного устройства 4 радиоуправления в ручном режиме, располагают БЛА 2 вблизи высоковольтной электроустановки 1 водной из областей 17 возможного расположения БЛА. По мере удаления БЛА 2 от высоковольтной электроустановки напряженность электрического поля на кривых 18 равной напряженности уменьшается. По радиоканалу, через устройство 8 автоматического пилотирования, запускают систему 7 автоматического пилотирования, состоящую из устройства 8 автоматического пилотирования, блока 9 навигации в БЛА 2 и датчиков 10 измерения напряженности электрического поля, задавая расстояние до высоковольтной электроустановки 1 величиной Ераб. В таком случае, измеренное на противоположных сторонах БЛА 2 и усредненное по двум датчикам 10 значение напряженности электрического поля Еср=(Епл )/2 (где Еп и Ел - действующие значения напряженности электрического поля, измеренные на левом и правом концах БЛА 2, например, на законцовках правого и левого крыла) вводят в систему 7 автоматического пилотирования БЛА и сравнивают его с наперед заданным значением Epaб=E0 +Eподз (где Е0 - действующее значение напряженности электрического поля, определяющее вертикальное положение БЛА 2 относительно высоковольтной электроустановки 1, Еподз - действующее значение напряженности электрического поля, определяющее вертикальное положение БЛА 2 относительно высоковольтной электроустановки 1 для обеспечения подзарядки накопителя 13 электроэнергии).

При пилотировании БЛА 2 (фиг. 2) под высоковольтной электроустановкой 1 и выполнении условия Еср раб, посредством системы 6 автоматического пилотирования, находящейся на БЛА 2, воздействуют на руль высоты и увеличивают ее (т.е. уменьшают расстояние от высоковольтной электроустановки 1). При Есрраб высоту уменьшают (увеличивают расстояние от высоковольтной электроустановки 1 до БЛА 2). При облете высоковольтной электроустановки 1 горизонтальное положение БЛА 2 автоматически поддерживают, воздействуя на киль, на основе разности измеренных напряженностей электрического поля, равной действующему значению напряженности электрического поля для обеспечения подзарядки накопителя 14 электроэнергии (Е=Еподзпл). При Е>Еподз или <подз воздействуют на киль и БЛА 2 отдаляется от высоковольтной электроустановки 1 или приближается к высоковольтной электроустановке 1, соответственно.

При пилотировании БЛА 2 над высоковольтной электроустановкой 1 и изменении Е ср и воздействие происходит, соответственно, на руль высоты и киль БЛА обратным образом по отношению к способу пилотирования БЛА 2 под высоковольтной электроустановкой 1.

Измерительную информацию (поступающую от датчиков 9, расположенных на противоположных сторонах БЛА 2, измеряющих в процессе полета напряженность электрического поля, создаваемого высоковольтной электроустановкой 1) и текущие координаты БЛА 2 получают во время полета посредством блока 9 навигации (GPS- или ГЛОНАСС-навигаторов) и записывают в долговременную память портативного компьютера 5, расположенного на БЛА 2. Также в долговременную память портативного компьютера 5, расположенного в БЛА 2, записывается информация от измерительной аппаратуры 6 на борту БЛА 2.

При осуществлении облета высоковольтной электроустановки 1, например, высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП), БЛА 2 будет находиться в электромагнитном поле, генерируемом проводами ЛЭП, находящимися под высоким напряжением. На системе 3 электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА 2, например, на законцовках правого и левого крыла, будет генерироваться мощность в соответствии с известными формулами. Данная мощность, развиваемая от системы 3 электрических антенн, подзаряжает через гальваническую связь 15 накопитель 14 электроэнергии.

Питание БЛА 2 от подзаряжающего устройства 12 осуществляется через систему 13 снабжения электроэнергией от накопителя 14 и/или от аккумуляторной батареи 11. Подзарядка же накопителя 14 электроэнергии происходит благодаря системе 3 электрических антенн, установленных на левом и правом концах БЛА 2, например, на законцовках правого и левого крыла, для отбора мощности с высоковольтной электроустановки 1 через электрическую связь 16 между высоковольтной электроустановкой 1 и системой электрических антенн 3. Таким образом, БЛА 2 автоматически пилотируется и подзаряжается.

Также возможен способ автоматического пилотирования посредством получения сигналов GPS/ ГЛОНАСС и контроль трассы с помощью блока 8 навигации (GPS / ГЛОНАСС-навигаторов) в БЛА 2.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели позволит улучшить эксплуатационные характеристики маломерного БЛА за счет увеличения продолжительности, и, соответственно, дальности полета БЛА, при проведении диагностики высоковольтных электроустановок, преимущественно воздушных линий электропередачи.

Беспилотный летательный аппарат (БЛА) для диагностики высоковольтных электроустановок, содержащий портативный компьютер, систему автоматического пилотирования БЛА и измерительную аппаратуру, при этом система автоматического пилотирования БЛА содержит устройство автоматического пилотирования, блок навигации и датчики измерения напряжённости электрического поля, причем портативный компьютер соединен с устройством автоматического пилотирования, блоком навигации, датчиками измерения напряжённости электрического поля, измерительной аппаратурой, а также с удаленным устройством радиоуправления, отличающийся тем, что БЛА дополнительно содержит систему электрических антенн, аккумуляторную батарею и подзаряжающее устройство, при этом подзаряжающее устройство содержит последовательно соединенные накопитель электроэнергии и систему снабжения БЛА электроэнергией, которая соединена с портативным компьютером и аккумуляторной батареей, а система электрических антенн соединена гальванической связью с накопителем электроэнергии и электрической связью с высоковольтной электроустановкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области микросамолетов
Наверх