DB53 T1048-2021 高海拔架空输电线路固定翼无人机巡检系统.pdf

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1、 DB53/T 10482021 高海拔架空输电线路 固定翼无人机巡检系统 2021 - 05 - 25 发布 2021 - 08 - 25 实施 ICS 29.240.20 CCS K 09 53 云南省地方标准 云南省市场监督管理局 发布 DB53/T 10482021 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 固定翼无 人机巡检系统组成 . . 1 5 固定翼无 人机巡检系统功能要求 . 1 6 固定翼无 人机巡检系统性能要求 . 3 7 外部接口要求 . . 5 8 验收检测要求 . . 5 9 包装、运 输和

2、储存要求 . . 7 附录 A （资 料性） 任务载荷性能要求 . 9 DB53/T 10482021 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 本文件由云南省电力装备标准化技术委员会（YNTC09）提出并归口。 本文件起草单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司输电公司、南方 电网科学研究院有限责任公司、云南农业大学、天津航天中为数据系统科技有限公司、云南电力技术有 限责任公司、昆明电器科学研究所、云南大红山管道有限公司、云南昆钢电子信息科技有限公司。 本文件主要起草人：马仪、于虹、沈志、

3、黄俊波、张欣、李靖、王静、钟剑明、黄然、陈炯、李瑞 海、张贵峰、张巍、杨鹤猛、付吉清、张永刚、徐吉用、高波、杨阿娟、陈庚、赵增佳、皮坤、许斌。 DB53/T 10482021 1 高海拔架空输电线路固定翼无人机巡检系统 1 范围 本文件规定了高海拔地区架空输电线路固定翼无人机巡检系统的组成、功能要求、性能要求、外部 接口要求、验收检测要求、包装运输和储存要求。 本文件适用于1 000m 3 500m 高海拔地区架空输电线路的固定翼无人机巡检系统。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注

4、日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用 于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 4208 外壳防护等级（IP 代码） GB/T 17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验 GB/T 20626.1 特殊环境条件 高原电工电子产品 第 1 部分：通用技术要求 DL/T 1482-2015 架空输电线路无人机巡检作业技术导则 3 术语和定义 DL/T 1482-2015 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 安全策略 safety s trategy 紧急情况下，无人机为防止发生事故采取的规避措施和方法。 4 固定翼无人机巡检系统组成

5、固定翼无人机巡检系统由固定翼无人机、任务载荷、测控通信设备和地面站组成。 5 固定翼无人机巡检系统功能要求 5.1 固定翼无人机功能要求 具备下列要求： 1）海拔 1 000m 3 500m 能正常起飞、巡航、降落及通讯； 2）具备高海拔环境条件下航测设备的校正功能； DB53/T 10482021 2 3）应支持自主模式飞行和手控模式飞行，允许无人机在自主模式和手控模式间自由无缝切换，切 换过程中飞行状态和飞行姿态应保持平稳； 4）应具备航迹规划与三维程控飞行功能，能够按照预先制定的三维航线和任务模式进行自主平稳 飞行和作业，可编辑航迹点数量应不小于 200 个； 5）程控飞行过程中应支持人

6、工更改预设飞行航线和任务模式； 6）应能够根据任务需求对作业模式进行灵活配置，如飞行姿态、飞行速度等。 5.2 任务载荷功能要求 5.2.1 总体要求 固定翼无人机巡检系统的任务载荷安装后，应确保其视场范围内始终不受机体任何部位遮挡，可选 配可见光、红外等一种或多种任务载荷，每种任务载荷选配时应满足如下功能要求。 5.2.2 可见光相机功能要求 功能要求： 1）应具备对巡视目标区域进行可见光高清真彩色拍照和记录功能； 2）应支持遥控、自动拍照； 3）应具备自动对焦功能； 4）支持手动拍照和定时、定点与定距自动拍照，且在机上可保存成像时飞机的地理坐标。 5.2.3 可见光摄像机功能要求 功能要求

7、： 1）应具备对巡视目标区域进行可见光高清真彩色摄像和记录功能； 2）应具备实时输出可见光视频功能； 3）应具备自动对焦功能； 4）应具备遥控变焦功能。 5.2.4 红外热像仪功能要求 功能要求： 1）应具备获取巡视目标的红外视频和热图数据功能； 2）应具备测温功能； 3）应具备实时输出红外视频功能； 4）应具备自动对焦功能； 5）应支持伪彩显示。 5.3 测控通信设备功能要求 测控通信设备功能要求： 1）应具备对飞行器和任务载荷的遥控功能； 2）应具备对飞行器和任务载荷的遥测功能； 3）应具备视频全向、实时传输功能。 5.4 地面站功能要求 地面站功能要求： 1）应能显示实时回传的固定翼无人

8、机工作状态，工作状态信息至少包括经纬度、高度、速度、姿 态、飞行轨迹、飞控供电电压、舵机供电电压、发动机转速、导航卫星数量； DB53/T 10482021 3 2）应能对飞行数据进行记录和回放； 3）应清晰显示航向； 4）应能够加载地图作为航迹显示界面的底图，地图应可升级； 5）显示设备应采用高亮屏或采取遮光罩，在强光下能清晰显示； 6）软件界面应使用中文。 5.5 安全保护功能要求 安全符合 DL/T 1482 的规定，具备下列要求： 1）开机时应自动对全机各分系统的工作状态进行检查并定位故障位置，自检项目应至少包括飞行 控制模块及传感器、飞控供电电压、舵机供电电压、发动机转速、测控通信链

9、路信号，自检时 任一模块异常，系统应自动锁死，无法放飞； 2）地面站应全程对固定翼无人机状态数据进行监测，异常时应发出明显声或光警报； 3）应具备一键返航功能，固定翼无人机在任何飞行状态下都应能按照预先制定的安全策略自动返 航； 4）应具备失控保护功能，测控通信链路中断超过预设时间时，固定翼无人机应能够按照预先制定 的安全策略自动返航； 5）宜具有信标功能，无人机着陆后能向地面站持续回报定位信息； 6）无人机应支持电子围栏，可自动规避禁飞区。 6 固定翼无人机巡检系统性能要求 6.1 使用环境要求 固定翼无人机巡检系统应满足如下要求： 1）起飞海拔高度：1 000m 3 000 m 符合 GB

10、/T 20626.1 的规定； 2）实用升限：3 500 m； 3）工作温度： -15 +55 ； 4）相对湿度： 95 %（+25 ）； 5）应能在小雨（雪）环境条件下短暂飞行； 6）防潮湿、防盐雾、防霉菌设计符合相关标准规定。 6.2 固定翼无人机性能要求 性能要求： 1）有效载荷重量： 1 kg； 2）最大续航时间： 1 h； 3）最小作业真高： 100 m； 4）巡航速度： 70 km/h； 5）航程： 70 km； 6）最小抗风能力：10 m/s（距地面 2 m 高，瞬时风速）； 7）飞行中水平位置控制精度： 5 m，飞行中垂直位置控制精度： 10 m； 8）电磁兼容性符合 GB/T

11、 17626.5 的规定； 9）应能承受正常操作、发射、回收、飞行中所遇到的振动、冲击、加速度。 6.3 起降方式要求 DB53/T 10482021 4 起降方式要求: 1）宜采用垂直方式起飞，可采用滑跑、弹射、车载等方式起飞； 2）采用弹射方式起飞的固定翼无人机应能承受弹射时受到的冲击，弹射架应便于操作和运输，重 量不宜过大； 3）宜采用垂直方式降落，可采用滑跑、机腹擦地、伞降、撞网等方式降落； 4）采用机腹擦地方式降落的固定翼无人机，其触地部位应使用耐磨材料，任务载荷、测控通信设 备（含天线）、发动机、电池等核心部件不应受到直接冲击； 5）采用伞降方式的固定翼无人机，其机体应具备适当的保

12、护措施，任务载荷、测控通信设备（含 天线）、发动机、电池等核心部件不应受到直接冲击； 6）采用撞网降落方式的固定翼无人机，其机体布局应采用后置螺旋桨的型式，任务载荷、测控通 信设备（含天线）、发动机、电池等核心部件不应受到直接冲击。 6.4 任务载荷性能要求 任务载荷要求见附录 A。 6.5 测控通信设备性能要求 测控通信设备性能要求: 1）通视条件下，测控通信距离： 20 km； 2）图像传输速率： 2 Mbps； 3）误码率：10 -6 ； 4）通视条件下，测控通信响应时间，上行时延 20 ms，下行时延 400 ms。 6.6 地面站性能要求 地面站性能要求： 1）体积： 500 mm（

13、L）400 mm（W）250 mm（H）； 2）重量： 15 kg； 3）额定功率： 80 W； 4）额定功率下（电池供电）工作时间： 5 h； 5）待机功率下（电池供电）工作时间： 10 h； 6）整体防护等级：不低于 IP64 符合 GB/T 4208 的规定。 6.7 电磁兼容性要求 电磁兼容性要求： 1）电磁兼容设计符合 GB/T 17626.5 的 规定，在距 500 kV 及以上交直流输电线路 100 m 时应能正 常使用； 2）电缆应采取屏蔽措施，高频电缆采用双层屏蔽同轴电缆，传输控制信息的电缆应采用双绞线； 3）具有良好雷击浪涌抗扰度能力。 6.8 可靠性要求 可靠性要求： 1

14、）可靠性工作的项目和要求符合相关标准规定； 2）可靠性设计符合相关标准规定； 3）飞行控制系统平均无故障时间： 150 h； 4）发动机平均无故障时间： 150 h； DB53/T 10482021 5 5）发动机使用寿命： 1 000 h； 6）动力电池充放电次数： 300 次； 7）动力电池接头各触点间导通性良好，连接牢固、可靠，具有良好的外绝缘强度； 8）软件安全性措施方面应符合机载软件安全性相关规定。 6.9 操作性要求 操作性要求： 1）系统展开时间应小于 20 min； 2）系统撤收时间应小于 10 min； 3）电气接口应有明显标识，防止误接； 4）零部件更换应方便、快捷。 6.

15、10 维修性要求 维修性要求： 1）应提供适当的工作部位和操作空间，满足可达性要求； 2）应尽量采用标准件和模块化设计，提高设备、组件的互换性； 3）应尽可能降低维修技能要求，除少数故障需要专业人员外，其它故障均可由用户完成维修； 4）其它维修性要求符合相关标准规定。 7 外部接口要求 7.1 机械接口要求 机械接口应满足尺寸、重量、受力、使用环境等方面的要求。 7.2 通信接口要求 通信接口应满足频率、带宽要求及实时性、可靠性和安全性的要求。 7.3 电气接口要求 接口要求： 1）电气接口应采用标准航空接插件； 2）电气接口规格应满足电源接口、模拟信号、数字信号、离散开关量信号等要求； 3）

16、固定翼无人机巡检系统内电子设备之间的电气接口设计符合相关标准规定。 8 验收检测要求 8.1 检测试验项目要求 提供产品型式试验报告和出厂检验报告。 验收检测项目如表 1 所示。 表 1 检测试验项目表 试验对 象 试验项目 指标要求 型式 试验 出厂 检验 验收 检测 起飞海拔高度 见 6.1. 1) 实用升限 见 6.1. 2) 工作温度 见 6.1. 3) 无人机 使用环境要求 相对湿度 见 6.1. 4) DB53/T 10482021 6 表1 （ 续 ） 试验对象 试验项目 指标要求 型式 试验 出厂 检验 验收 检测 抗雨雪性 见 6.1 .5) 使用环境要求 三防 （防潮湿、

17、防盐雾、 防霉菌） 见 6.1. 6) 有效载荷重量 见 6.2. 1) 最大续航时间 见 6.2. 2) 最小作业真高 见 6.2. 3) 巡航速度 见 6.2. 4) 航程 见 6.2. 5) 抗风能力 见 6.2. 6) 飞行中位置控制精度 见 6.2. 7) 电磁兼容性 见 6.2. 8) 性能要求 振动、冲击、加速度 见 6.2. 9) 起降形式 见 6.3. 1) 弹射起飞要求 见 6.3. 2) 降落方式要求 见 6.3. 3) 机腹擦地方式降落要求 见 6.3. 4) 伞降方式降落要求 见 6.3. 5) 无 无人机 起降方式要求 撞网降落方式要求 见 6.3. 6) 通视条件

18、下，测控通信距离 见 6.5. 1) 图像传输速率 见 6.5. 2) 误码率 见 6.5. 3) 测控通信设 备 通视条件下，测控通信响应时间 见 6.5. 4) 体积 见 6.6. 1) 重量 见 6.6. 2) 额定功率 见 6.6. 3) 额定功率下（电池供电）工作时间 见 6.6. 4) 待机功率下（电池供电）工作时间 见 6.6. 5) 地面站 防护等级 见 6.6. 6) 抗电磁干扰能力 见 6.7. 1) 电缆要求 见 6.7. 2) 电磁兼容性 抗雷击浪涌干扰能力 见 6.7. 3) 可靠性工作的项目和要求 见 6.8. 1) 可靠性设计 见 6.8. 2) 飞行控制系统平均

19、无故障时间 见 6.8. 3) 发动机平均无故障时间 见 6.8. 4) 发动机使用寿命 见 6.8. 5) 动力电池充放电次数 见 6.8. 6) 动力电池接头 见 6.8. 7) 系统 可靠性要求 软件安全性措施方面 见 6.8. 8) DB53/T 10482021 7 表1 （ 续 ） 试验对 象 试验项目 指标要求 型式 试验 出厂 检验 验收 检测 系统展开时间 见 6.9. 1) 系统撤收时间 见 6.9. 2) 电气接口 见 6.9. 3) 操作性要求 零部件更换 见 6.9. 4) 可达性要求 见 6.10. 1) 互换性要求 见 6.10. 2) 维修技能要求 见 6.10

20、. 3) 系统 维修性要求 其它维修性要求 见 6.10. 4) 注1： 为必须开展的试验项目： 为选做试验项目（由项目单位决定试验方案）； 为无需开展的试验项目； 注2： 验收检测由项目单位自行或委托第三方按型式试验相关检测标准和方法开展。 8.2 验收检测 由使用单位和供货方根据本文件和实际条件共同制定验收测试大纲，确定需进行现场验收测试 的项目和方法。 9 包装、运输和储存要求 9.1 包装要求 包装要求： 1）固定翼无人机巡检系统的包装应符合牢固、美观和经济的要求，做到结构合理、紧凑、防护可 靠，在正常储运、装卸条件下，保证产品不致损坏、性能降低、散失、锈蚀和长霉等； 2）设备包装时，

21、周围环境及包装箱内应清洁、干燥、无有害气体、无异物； 3）设备装箱后，其包装件重心应尽量靠下且居中，产品在箱内应予以支撑、垫平、卡紧，设备可 移动的部分应移至使产品具有最小外形尺寸，并加以固定； 4）设备如有突出部分，在不影响其性能的条件下，应拆卸包装，以缩小包装件体积； 5）包装箱应有良好的生产工艺性，形成包装件后应能满足运输部门对尺寸、重量、重心以及堆码 等方面的限制； 6）包装箱应可重复利用，便于装卸、存储和运输； 7）内装物之间及内装物与包装箱不应发生任何物理和化学作用而损坏内装物或包装箱； 8）应在包装箱外配备铭牌，至少注明产品名称、型号、编号、毛重、体积等信息； 9）“向上”、 “

22、重心”、 “由此吊起”、“怕雨”等包装储运图示，图示的使用等应符合 GB/T 191 的规定。 9.2 运输要求 运输要求： 1）宜由专用的储运车辆进行运输； 2）提供设备装运状态下的固定装置，用汽车装载时应将包装箱固定于车厢内壁； 3）整机在运输状态下，能承受所遇到的加速度、冲击、振动和淋雨等； DB53/T 10482021 8 4）运输时应派专人押运，负责运输过程中设备的安全； 5）应符合公路对货物高度、宽度界限的规定； 6）满足特定区域、路段对货物的装载限制； 7）提供专用、通用的装卸或拆装工具。 9.3 储存要求 储存要求： 1）固定翼无人机巡检系统的储存应做到收放合理、密闭紧凑、防

23、护可靠，在正常储存条件下，保 证产品在寿命期内无损坏或性能降低，无锈蚀和长霉等； 2）设备储存时，能承受所遇到的加速度、冲击、振动和淋雨等； 3）储存温度：-20 +65。 DB53/T 10482021 9 A A 附 录 A （资料性） 任务载荷性能要求 A.1 可见光相机性能要求 可见光相机性能要求： 1） 有效像素： 2400 万； 2） 成像质量满足在作业真高 200 m时， 识别航线垂直方向上两侧各 100 m 范围内的 0.5m * 0.5m 静态目标。 A.2 可见光摄像机性能要求 可见光摄像机性能要求： 1） 有效像素： 1280（H）720(V)； 2） 光学变焦倍数： 10； 3） 摄录影像质量满足在作业真高 200 m时， 识别航线垂直方向上两侧各 100 m 范围内的 3m * 3m 静态目标。 A.3 红外热像仪性能要求 红外热像仪性能要求： 1） 分辨率： 640（H）480（V）； 2） 热灵敏度： 65 mK； 3） 帧率： 25 fps； 4） 视频输出格式：PAL； 5） 空间分辨率：优于 1.5 mrad。 _ DB53/T 10482021