用于监测载流线路系统的运行条件和确定故障概率的方法和飞行器与流程

本发明涉及一种用于监测架空能量供能系统形式的载流的线路系统的运行状态和用于确定载流的线路系统的故障概率的方法和飞行器。该方法使用旋翼机、特别是直升机形式的飞行器从空中执行，利用该飞行器监测电线杆、线路和变电站，包括其附件。在本发明的范围内，直升机在最广义上被理解为旋翼机以及具有垂直起飞能力的飞行器，借此能够实现悬停飞行。

背景技术：

1、监测方法和用于执行该方法和用于确定物理特性的飞行器是已知的。

2、使用飞行器从空中监测地面上的载流线路系统(即呈电线形式的架空供能线路系统)的状态不仅相对昂贵。飞行器也有缺点，即对于尽可能多的测量任务，大量测量仪器进行大量测量所需的负载受限于飞行器的最大负载能力。因此，在折衷的意义上，测量任务被限制在必要的最小值。因此，到目前为止，监测仍然是通过人们沿着线路系统步行或驾驶相应的车辆从地面进行的。这种系统的缺点是，以这种方式进行的检查需要大量时间。电能越来越多地跨越更远的距离实现，因此通过步行、即便是使用地面车辆进行的检查只能在有限的范围内有成功可能。

3、多年来，通常例如通过直升机飞越地面和地下的载流线路进行监测。除了沿着能源供应商给定的路线(该路线通常以纸质形式提供给飞行员)飞行的飞行员之外，还有一名接受过此类任务培训的能源供应商员工在机上。在此，进行的是目视观察并且相应在现有文件中通常手动输入，从而稍后可以根据飞行的航线计划评估获得的信息，以便能够采取维修或其他维护措施。飞行后将目视检测到的故障输入这些列表中，由于架空电线或地下电线的长度，飞行必须分多个阶段进行，并在不同地点相应过夜。例如，使用excel电子表格并将其另存为pdf文件。以这种方式获得的所谓的移交报告(hand-over-report)可供客户使用，客户在这种情况下为能源供应商。即使在机上可以使用越来越多的测量技术，在目前在所用的直升机上进行的检查飞行中，除了存储主要目视获得的数据之外，没有设置独立的计算机来执行其他任务。因此，这些用于监测电线以及在此尤其是架空电线的传统系统或方法完全不符合对持续的以及尽可能无故障的供电的日益严格的要求。

4、就申请人所知，最常见的是，在使用直升机检查架空供能线路的情况下，以纸质形式向飞行员提供架空线路的要飞过的区段，然后对架空供能线路的实际检查在飞行过程中，经过相应训练的伴飞人员只能目视进行，如有必要，还可以使用热成像仪。获得的数据由额外的伴飞人员输入日志中，并且作为飞行的结果提供给供能公司，在供能公司，确定对要执行的维修或维护任务的相应评估。因此，工作主要基于以纸质形式或电子表格形式手动创建的日志。例如在与所有相关人员的特别会议上经过相应的评估后，通常会商定补充的飞行，或者确定要执行的维修和维护任务并且相应地付诸实施。类似方案在地下电线的情况下就已进行，其中，在此目视的故障或缺陷检查本来就起的是次要作用。

5、电力供应系统的检查非常重要，因为损坏引起的故障会导致各个区域的电力供应中断，从而造成供应瓶颈，甚至可能导致危及生命的情况，例如医院的供电中断以及当今介入人类生活几乎所有领域的、对设备、过程和流程的计算机进行的控制。原则上，电力供应必须保证人口和经济的供应安全。此外，更大范围的供电中断也可能导致发电厂产生的电没有被消耗掉从而引发高风险的重大问题。因此，让这样的供应系统100％发挥作用，对于维护国民经济的完整基础设施、尤其是具有战略意义的基础设施，具有极其重要的意义。监测系统的可靠度和可靠性在所谓的性能安全方面起着核心作用。

6、wo2012/087387a2介绍了架空线路上的热量测量，例如对车辆或飞行器的热量测量，从中记录激光扫描数据，借助激光扫描数据来执行三维地面结构和其他结构的测量，包括载流线路与植被的距离测量。借助扫描，实现了在架空线路附近的实地显示。借助热成像仪专门用于检测导体线缆的损坏情况。直接搜索架空供能线路系统(当然还包括电线杆和绝缘部)的损坏以及光学图像数据检测与对电线杆和绝缘部的损坏的检测一样少。这种已知的方法不能满足飞行测量中以适度的耗费进行高效和全面的数据检测的要求。

7、在us4818990中介绍了一种使用遥控无人机的监测系统。陆上电线仅由该已知的无人机飞过，并未进行实地测量。如该已知系统中介绍的飞越架空线路仅允许在非常有限的范围内监测分段线缆。如有必要，必须进行多次飞越，分别采用不同的测量技术，这会有悖于飞行器的高效率使用。虽然us4818990介绍了飞行控制计算机，电子传感器确定飞行器的负载，电磁场传感器和静电场传感器、声电晕传感器和紫外线传感器以及红外热图像和相机可以使用，所有信息都与位置无关，也没有相互关联，因此无法处理结果高可靠性所需的大数据量。进行的实地飞行提供了有关需要的信息，例如，防止植物沿线路方向生长。没有介绍所有获得的数据和自动评估的总结，输出故障概率以及必要的维修和消除潜在故障。已知系统的一个主要缺点是，所获得的数据必须从无人机传输到与其一起行驶的地面车辆，因为无人机的负载能力非常有限。

8、在us2020/0074176a1中介绍了一种用于监测架空电线的状态的方法。尽管在已知系统中介绍了相机，但这些相机是固定安装的并且不能枢转。这些相机没有达到小于几厘米的所需分辨率，而这对于测量开始发生的表面变化是必需的。用于可能危及系统的部位的其他传感器仅用于获取概览数据。通常，在这个已知系统中，飞行器飞越线路系统，在相位线缆的区域中飞行，即，由于相机的方向仅向下，因此既没有介绍也不可能在分段线缆旁边飞行。相反，为了在地面的必要支持下获得可靠的数据量和数据准确性，无论是使用车辆还是使用位于飞行器附近的地面站，需要至少一次与第一次飞行和记录方向反向的第二次飞行。尽管在已知的方法中建议：使用合适的软件自动评估获得的数据，但是数据必须被传输到其上设置有相应的计算机技术的行驶车辆。为此，直升机可以配备多个相机，例如完整地在图像中捕捉电线杆。然而，这被发现是不利的，原因是装入直升机、尤其是无人机中的所需硬件的有限负载。出于这个原因，建议与至少两辆车一起工作，一辆车具有激光扫描仪和全景相机，以及第二飞行器或第二地面车辆，在其上或其中布置有用于详细图像记录的相机。只有取消全景相机，才有可能使用激光扫描和为直升机中的图像数据提供细节图像的相机。us2020/0074176a1中介绍的方法的基本方向是使用两辆行驶车辆，即，对于直升机的情况，则必须进行至少两次对架空供能线路系统的飞越，即一架飞行器，最初仅借助其获得概览数据，另一架飞行器，在其中布置有用于对细节进行图像拍摄的相机。

9、在us7298869b1中介绍了一种数据检测系统，该数据检测系统优选用在飞行器中。数据检测系统的目的是识别隐藏的或地下的异常状况，并以如下方式进行过滤，从而获得飞过的表面的三维数字图像。该系统由飞行员操作，其中，卫星导航系统仅用于时间和位置数据关联。原则上，飞行员必须干预测量数据的检测。没有介绍诸如架空供能线路系统的地上结构。虽然已知系统采用gps数据，地下管线监测采用激光扫描系统，但就因为所用飞行器是超轻型飞行器，实现和处理大量数据的综合测量值检测系统是不可能的。测量技术的负载从一开始就在重量方面受到严格限制。已知的数据检测系统用于创建有关地球表面地形的三维信息，其中，两个磁力计指示地下线路。原则上，飞行器必须与地基或水基车辆联接才能接收可靠的信息。为了检测地下线路的异常情况，在恒定高度(海平面)飞越地下线路所在区域。该现有技术文件没有介绍对诸如架空电线、其载流线路和固定或连接到其上的元件的结构的检测。

10、us2005/0007450a1又介绍了一种用于获取和处理物理数据的系统和方法，这些数据通过各种检测设备来获取并且可以安装在诸如直升机的交通工具上。数据检测系统用于对包括电线在内的地面物体进行成像，例如通过直升机沿着架空供能线路飞行并且在直升机中装有数据检测设备。在使用gps系统的情况下，位置坐标对应于获得的数据。尽管也可以从安装或连接到其线路和元件中获得缺陷，但所获得的测量数据的质量和细节不足以确定具有确切位置的详细的维护或维修说明。已知的数据检测系统与所谓的nvof传感器一起工作，这些nvof传感器仅用于记录具有窄观察角度的定义点。此外，使用所谓的lidar/ladar图像处理设备，它们用于距离测量，但每平方米仅允许记录有限数量的点，例如每平方米25个点。例如，每平方米1500个点的高密度数据流需要这些系统。就此而言，gps系统也不适合确保关于位置和/或位置对应的相应数据密度。在唯一一次飞行中获得了所有必要的数据的提示在已知系统中未被提及。没有任何迹象表明检查建议和/或维修建议已被识别和发出。

11、在us2019/0364387a1中介绍了一种无人机，用于确定陆基系统(例如电线)中的缺陷数据。这种已知系统的缺点是必须使用无人机，这从一开始就一方面限制了负载，另一方面限制了有效范围。只有使用大量和密集的数据流，才能准确确定架空电线的损坏情况，包括本地精确定义的维修建议和维护建议，才能在不增加人员或其工作的情况下获得有关架空供能线路系统的状态的必要信息。例如，无人机的有效范围仅为20公里。由于高压架空线路往往延伸数百公里，因此无人机的使用仅在有限的局部区域才有意义并且是可行的。最重要的是，由于负载有限，建议例如在要监测的电线上多次飞行，才获得相应的精确和可靠的数据。此外，无人机只能在有限范围内确定的数据需要通过人工进行后续评估。

12、最后，de102015013550a1介绍了一种用于自主飞行无人机的控制系统。该已知控制系统的所述目的在于，使用在飞行期间生成的数据来支持评估。有限的可能数据量只能提供对被检查对象的状态的初步评估，并且只能提供初步分类。没有介绍能够实现高分辨率的激光扫描系统、检查建议和故障概率的输出、数据与位置和时间的相关性，而是表明除了这种无人机有限的有效范围之外，无人机还需要进行多次飞行。

技术实现思路

1、相比之下，本发明的目的是，用于全面监测架空供能线路系统、即电线的运行状态的基本测量任务只需使用配备必要测量技术的有人驾驶飞行器进行唯一一次飞行就能执行，以便借助该测量系统可用于生成与地形结构相关的可能损坏位置的高分辨率图像，并且可以经济高效地获得要监测的架空电线的结构。在此，应选择相应测量的条件，使不同测量任务的通常排他性飞行条件可以相互协调，并且凭借以一种速度在例如对于所有测量任务的最佳高度上的唯一一次飞行，就能够可靠完成所有测量任务。此外，应当避免在现有技术中必需的用于对应激光扫描数据的控制点的复杂创建。仅一次的飞行实现了显著改善生态平衡，例如减少co2排放并减少对环境的其他有害影响。

2、该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求16的特征的飞行器来实现。在相应的从属权利要求中限定了改进方案。

3、根据本发明的方法用于监测架空电线系统(即地上电线)的操作状态、线路结构、线路安全并且用于确定架空电线系统的故障概率。在这里，线路结构被认为是要监测的系统在例如绳索、涂塑线缆、电线杆、绝缘部、横梁、变压器、变电站、安全系统、标记等方面的结构设计。监测利用飞行器从空中进行。用于执行该方法的、呈直升机形式的飞行器具有传感器件，该传感器件检测代表待监测系统、即能源架空供能线路系统的代表物理特性的数据，并且具有用于架空供能线路系统及其周围现有植被和建筑物以及诸如建筑设备等移动结构的图像数据的至少一个高分辨率的数码相机，以及具有用于检测架空供能线路系统的环境条件数据的高分辨率激光扫描仪。高分辨率应该理解为系统的范围约为100到1500像素/平方米。这代表了用于监测操作条件的飞行器的综合配置，因为就此方面，不仅可以防止对要监测的系统造成损害，而且可以对线路、绝缘部或要监测系统的其他部分的条件的初期恶化进行预防性确定，位置具体且精确地对应。此外，还可能包括也可能导致供能故障的环境条件，例如，如果树木或灌木丛进入电线区域，或者如果承载电线的电线杆发生损坏，如腐蚀造成的初期损坏。为此获得的数据被输入一个处理单元，并在那里与存储在数据库中的植被生长模型进行比较，并且还考虑到维修和维护建议的输出。

4、为了对利用不同的数据检测系统获得的数据进行相应的对应，还优选的是，包括位置传感器的传感器件、数码相机和激光扫描仪彼此联接并且还联接到除gps外的卫星导航系统。这使得可以确定对要监测的系统的现有或早期损坏的准确对应和准确定位，这意味着可以例如向能源供应商发出相应的维修和/或维护建议，无需事先在信息列表中手动输入确定的数据。因此，所检测到的数据可以在位置和时间方面被相互对应并相互关联。根据本发明，基于给定的飞行资料，飞行器仅在架空供能线路系统上空的仅一次飞行中就确定所有利用所预先设置的测量技术能够检测和需要的数据，需要所述数据用于详细地输出对要监测的系统的一个个元件、分段或区域的维护和/或维修建议。为此设置并需要高数据密度。所确定的数据被传输到处理单元，在处理单元中，基于与例如要监测的系统的目标状态(例如根据存储在数据库中的植被生长模型)的比较，来确定在损坏开始时必要的修复和/或维护、建议(诸如故障概率)并且输出到输出单元。输出单元可以优选地是电子显示设备。

5、传感器件优选地设计成，使得也可以使用热成像仪、热传感器和/或热扫描仪进行热测量，例如紫外线和红外线测量。通过这些测量，例如，可以检测载流部件中的缺陷，这些缺陷尚未导致总体故障，但已经导致物理载流特性恶化。

6、在处理单元中确定的维修建议和/或维护建议和/或故障概率和/或安全建议作为所确定的数据的函数存储在数据库中，优选地被输入到该数据库中并用于随后的比较，由此通过持续运行可以获得自学习系统。

7、高分辨率数码相机优选地具有25至350百万像素的最小分辨率和至少24×36mm的图像传感器或者至少中画幅或全画幅传感器。为了使用数码相机获得高精度数据，这种高分辨率数码相机分别在相机和镜头中具有协调的机械方式或电子方式的双图像稳定机制或机械-电子关联或者说机电结合的图像稳定机制。这意味着即使飞行不稳定，也可以使用数码相机将高分辨率的并且可详细评估的照片传输到评估系统。传感器件优选地也以稳定化的方式固定。

8、本发明的主要优点首先在于，可以将现有技术中可用的多次航行彼此统一成唯一一次航行、即唯一一次飞行，用于数据获取的技术可以相互结合和关联。在已知的飞行中使用的目视检查方法通过根据本发明开发相应的飞行资料得以自动化。通过机上的计算机(在其中将来自各个测量系统的数据相互关联)，可以在实际上唯一的一次飞行中相应地评估来自否则需要的三个不同飞行的数据。对存储在数据库中的获得的数据的评估为相应的评估、估计和介绍将要进行的维修或维护工作流程的基础，或一方面提供了架空线路上的持续维护措施的特征，另一方面也构成了所采取措施监测所输出的监测计划或输出的维护或维修建议是否也得到了全面执行的基础。就此方面，同样重要的是，将从飞行中获得的数据反馈到系统中，以便可以详细给定维修所需工作流程的维修和检查建议的方案，并检查其执行情况。

9、通过各种检查和测量任务以如下方式组合在一起，即它们在仅一次飞行中提供所有必要的数据或信息的方式，与以前已知的方法相比(在以前已知的方法中可能需要多架飞行器进行多次飞行)，实现了显著的效率提高。优选地，在飞行器、也就是直升机上，例如为了监测在飞行期间进行的测量，有来自能源供应商的经过相应培训的专业人员，以及用于运行或监测或调整和聚焦测量和记录设备(也就是传感器件)、相机和高分辨率激光扫描系统(高分辨率lidar系统)的专业人员。

10、传感器件和高分辨率lidar系统所用的监测系统优选安装在直升机的舱内。此外，还为经过培训的专业人员配备了合适的工作台、计算机技术和自动或手持式(优选是无反的)数码相机。

11、作为由相机进行非常详细的并且包含大量信息数据的拍摄的基本先决条件，相机的分辨率至少为25到最大350百万像素。故障、缺陷或要由能源供应商监测的各种事件的照片质量的决定性因素是数码相机对于相机和镜头配备有协调的双图像稳定机制，具体而言以机械方式或电方式或机电方式实现。优选地，数码相机在相位af模式下具有＜0.11秒的自动对焦(af)。作为最低限度，该数码相机优选地具有至少24×36mm的传感器或至少中画幅或全画幅传感器。此外，相机优选地具有wlan、蓝牙或nfc连接接口。根据使用地点和数码相机与整个测量系统的集成情况，这对于整个监测来说是必要的。基于测量和所获得的数据所获得的维修和/或维护建议被详细地输出，因此例如对于待维修的部件甚至精确地定义了工作量或维护耗费。维修完成后，当然必须再次检查线路系统上实际进行的工作。这可以通过与客户的联合工作会议以传统方式完成。当然，这也可以通过将先前确定的损坏情况和在修复完成后与实际情况进行比较来完成。

12、通常尤其是在架空电线的情况下，还需要监测电流波动。这些都包含在总体数据确定中，还用于正确评估架空电线的状态。该数据也在仅一次飞行中收集和记录，并且添加到其他数据并相应地与其他数据相关联。这尤其适用于对相应线路中的能量供应或电流波动具有直接影响的损坏。

13、优选地，在根据本发明的方法中，要么是数据存储可以完全在额外位于机上的计算机中进行，要么是可以将数据传输到地面站或能源供应商自己，具体而言，优选通过卫星电话或移动无线电进行实时传输。只要将数据传输给能源供应商或客户，这优选地还与相应位置数据和图像数据相关联地包括所有检测到的故障或缺陷，其中，处理单元优选地包含关于事件的严重性的排名。由此，能源供应商直接地、优选是在其公司的工作场所收到直接信息：何种维修必须在哪里以及用多少耗费、需要多少人力和技术来执行，具体而言，适当地在发生供能故障和/或线路安全受到威胁之前执行。最重要的是，根据本发明预防性消除出现的损坏确保了可靠的电力供应。

14、优选地，激光扫描仪、相机或多个相机和传感器件联接到通用测量天线，通过该通用测量天线接收卫星导航系统的复合信号。随后将复合信号拆分为相应处理过程所需的信号数据。例如，可以将相应的卫星导航信号分成所谓的l1和l2信号或者分成所需的信号拆分部分，或者从现有的信号组合中获得。然后，正常传输作为l1信号进行，而为l2提供的信道(主要是军用的传输范围)也可以在获得相应批准和协议的情况下包含在数据检测和传输中。所有传感器、激光扫描系统和一个或多个相机使用来自单个测量天线的相同数据，这对于综合数据检测和处理相关联的数据非常重要。如果传感器、激光扫描系统和相机都使用唯一一个容器，则可以确保所有三个基站系统都使用相同的惯性导航单元或位置传感器单元，这些惯性导航单元或位置传感器单元与计算机系统中的卫星信号连续对应。同时，安装的软件以自由模式控制整个传感器件，以完整记录所有缺陷、故障和事件。所述软件还会自主地后续调整，以保证始终尽可能高的测量精度。

15、对于特别高的图像数据要求，可以使用具有超大传感器的特殊相机，该传感器由多个组成一个单元的中画幅传感器或全画幅传感器构成。

16、出于获得数据的高精度原因，高分辨率激光扫描仪在竖向上周围360°全圆检测数据，从而以毫米范围的精度生成载流或载料基础设施的高分辨率3d图像。该数据还与传感器和相机相关联。图像数据优选地用四个数码相机生成，这些数码相机以如下方式连接到飞行器，使得图像数据可以在飞行方向上斜向前、斜向后以及每次都向下朝向地面方向被拍摄。在数码相机的支持下，以每个像素0.7cm的精度实现了数据分辨率方面的准确性，用于确定例如植被、建筑物、路堤、其他交叉架空线路、地形结构的实际距离或最小距离，显示架空线路的敷设，显示架空线路的整个架构的结构完整性方面的变化，整个架构包括变压站或变电站或发电或电压转换的基础设施。

17、为了检测用于监测架空供能线路系统的运行状态的数据，飞行器优选地以0至60km/h范围内的飞行速度飞行。由此明确的是，对于不同的监测任务存在重叠范围，在这些重叠范围中可以同时执行两项任务。本发明的一个主要优点是，根据为要监测的系统选择的飞行速度，所有测量和数据检测任务可以在一次且为同一次飞行期间以一个且为同一飞行速度执行，并且相应地还可以在现场在直升机中或必要时也在地面数据中心中进行处理。当然，飞行速度可以根据所需的参数而变化，具体而言在给定的范围内变化。飞行速度也可以在相应的飞行或检查期间，为了由伴飞人员、即训练有素的专业人员进行更仔细的目视检查，还可以例如为了更精确地检测红外线异常、热学异常和电晕异常而改变。可变飞行速度和有时需要用飞行器观察的侧面的变换对于改变监测条件是必要的，并且可以通过系统轻松实现，而无需另外的飞行。

18、飞行器优选飞行在架空电线的高度上并且在其分布方向的旁侧相距1至50m地飞行。这样的好处是，可以相当靠近被检系统地飞行，数据精度可以得到进一步提高。考虑到在架空线路、配电和变压基础设施上或附近工作的规定，对于中压，要保持的最小距离为1m，对于高压(>60至200kv)和特高电压(>200kv)通常保持至少5米。

19、通过在没有移位或没有数据偏移的情况下对激光数据的持续记录和数据序列的独立对应，在飞行过程中，在所有系统都处于开启状态并且专人在机上目视检查的情况下，可以随意变换被监测的电线上的位置，从而不仅可以清晰识别线路或线路整体结构的差错、缺陷及相应状态，而且可以在本地进行明确地或一一地对应。由此，根据本发明的方法非常多变。实施该方法的飞行器、即直升机不必改装，并且对于待监测系统的可能的维修或维护关键的所有测量任务都可以在无需改装直升机的情况下进行。

20、优选地，飞行器主要在要检查电线杆的基础的运行条件和故障概率时，额外具有雷达系统，该雷达系统能够以类似的方式与其他测量和监测系统相协调，以进行全面和局部明确对应的评估，并且在数据或信号方面进行连接。

21、测量仪器优选集成到用于执行该方法的直升机中，其他传感器件连接到该测量仪器，以检测载流能量架空供能线路系统中的导致电磁场中的干扰和/或缺陷的故障。用于载流线路的传感器件为测量仪器提供表征电磁场波动的干扰。

22、为此优选使用选择性辐射计(selective radiation meter)，以便测量电磁场中的表征干扰的这些波动。

23、优选地使用热传感器、红外线传感器、电晕传感器或日光传感器或热扫描仪来测量故障和/或缺陷，其中，进一步优选地使用天线或者天线束，将架空供能线路系统中的故障和/或缺陷作为电磁场的故障或变化加以检测并且也被记录下来。在这种情况下，借助天线或天线束在水平和/或竖直方向上自动跟踪干扰信号。

24、进一步优选地，最终由线路系统中的缺陷或故障引起的电磁场中的干扰或变化可以通过测量仪器变得可听见并且还可以在成像元件上变得可见。因此，可以将检测到的故障直接显示在相应的成像元件上，在处理单元中进行相应处理并传输到测量日志中，从中不仅可以识别故障，还可以对其发生的位置进行相应的对应，以便评估此类测量日志的负责员工可以更快地排除这些故障。

25、最终，涉及的是，将向测量仪器馈给的额外的传感器集成到飞行器中，以检测额外的故障源，并提高在被测信号波长的肉眼不可见光谱中检测电线故障的准确性。

26、凡是产生、输送和使用电力的地方，都会在载流部件上或周围产生电场和磁场。电流强度和电压越高以及测量仪器或传感器与载流元件之间的距离越小，相应的场强越大。最大或最重的负载发生在变电站或变压站以及中压、高压和特高压线路附近的供电区域。当涉及到电磁场或电场和磁场的测量时，如果系统出现质量下降、缺陷甚至故障，这些方面在载流系统运行期间会出现波动。

27、使用所使用的测量技术，还可以在考虑到频率的情况下，测量传输的交流电压和通过线路传导的电流量。这些测量数据的确定用于确定架空供能线路系统中的故障或缺陷，最终导致其效率降低和额外损失。使用紫外线相机(电晕)和/或红外相机可以使故障或缺陷可见。通过这种方式，来自不可见区域的这些故障在可见区域中可视化，因此可以被记录下来。也可以使用相应的处理单元使电磁场中的这些波动可听见。测量信号的强度随着与电线、即载流导体线缆的距离的增加而降低，因此测量信号也可能以各种方式失真、衰减、减弱，而在某些条件下也会被放大。

28、根据基本的物理原理，电场强度随着与载流线距离的增加而减小。例如，可以在距离线路最远40m处测量和定位场强，具体而言，场强为10微特斯拉，而在距离载流线路最远20m处，磁场具有强度为10到100微特斯拉。当然，对于场强为几千伏特/米的电场，就测量信号而言可以更容易和更集中地测量，这甚至适用于地下电线以确定损坏区域，其中，就测量而言，优选地进行频率选择性的测量。

29、也可以例如通过在飞行器中优选与热扫描仪、与热传感器件、红外线传感器件、电晕传感器件和/或日光传感器件相结合地布置选择性辐射计(selective radiationmeter)来实现良好的测量。由此，可以非常精确地确定故障源，例如连接器、夹紧部位、导体线缆上的损坏、绝缘体悬挂部上的导体线缆通路。即使在外部点上的接地线缆和光纤线缆中，例如横梁尖端或电线杆尖端，测量或确定电磁波的波动以定位故障是可行的。天线或天线束用于检测电磁场中的此类干扰，这种天线或天线束优选设计为指向天线，并且在检查飞行期间最佳地指向需要探查的载流导线，并且在此特别是记录其上的故障，并且输送给飞行器中的位于机上的计算机单元。天线或天线束的方向特性允许精确识别故障并因此确定实际受损部位，包括那里的故障源，例如电线的构件。

30、优选地，天线具有自动测向功能，从而可以在水平和竖直方向上跟踪干扰信号。由此，防止在检查飞行期间失去方位。进一步优选地，提供与gnss(全球导航卫星系统(globalnavigation satellite system))-信号的联接，该信号实现了对方位中的天空方向、时间信息和坐标的对应，用于稍后数据评估，以及将来自传感器件的使用和/或来自目视检查的产生的其他数据进行对应。反映各个故障的信号以与电线布局相关地位置和高度准确地存储。这些信号还用于支持载流线路或其构件上的借助紫外线相机(电晕相机)可见的损坏或故障，因此几乎不可能或可以显著减少对测量的紫外线区域的误解损害。测量仪器优选检测缺陷或通过检测干扰频率来确定松动的构件，干扰频率通过噼啪声或噪音变得明显。此外，如果电线中的损坏区域例如增加电阻并释放热量，红外热传感器可以使这些损坏区域可见，并确定电线处或其上的相应干扰频率源。由此，能够针对检测到的故障进行所谓的备份。

31、同样，埋在地下的电力线、即地下电线使用这些优选安装在飞行器上的测量系统进行检查，或者使用那里的测量仪器进行检查。以类似于先前介绍的方式检查和确定地下电线的有缺陷或损坏的线路。因此，相应故障或损坏区域的定位是可行的。

32、例如，如果地下电线因地动或上方损坏而出现故障，则使用测量仪器测量相应的干扰频率，由于红外热传感器，损坏区域通常会出现电流电阻增加的情况已经出现在飞行器上的信息以支持的方式显示并且被记录下来。也可以同样地或附加地使用热扫描仪。

33、使用根据本发明的测量仪器或装备有该测量仪器的飞行器以及使用根据本发明的飞行器执行的方法还可以定位完全断开的线路，这是因为当出现断线时，地面具有不同的电导率，这也可以在上覆植被或环境的变化中检测到。识别出的瑕疵可以类似的方式发出声音，并通过成像元件显示出来。同样，所有获取的数据优选地自动与gnss-信号、即卫星信号组合。此外，优选地通过测距仪以及紫外线和红外线相机的角度确定，可以确定故障或缺陷的确切定位和位置。优选使用热扫描仪，借助其可用于扫描比传统热成像仪更大的角度范围和更大的波长范围。这对于铺设在地下的电线特别有用，因为铺设的实际位置可能无法准确获知。

34、由于点密度高达1500像素/平方米，因此优选使用的高分辨率lidar-系统可在受损部位的区域中检测不规则性，然后这种不规则性清晰可见并记录下来。

35、所确定的故障或缺陷状态已经在机载计算机辅助单元中得到评估，或者通过各种无线电支持的传输可行方案借助实时传输存储在机上的相应的计算机系统中。

36、根据本发明的另一个方面，用于执行该方法的飞行器具有：用于检测架空供能线路系统上的故障、缺陷、运行和材料状态的传感器件、多个用于系统的图像数据的高分辨率数码相机和飞行器上和/或飞行器中的高分辨率激光扫描系统。传感器件、数码相机和激光扫描系统安装在装配单元中，飞行器内部设置有计算机，通过计算机将从单元中获得的三个测量或检查数据相互关联，对其数据进行处理和对应提出必要的或要做的维修和维修的建议/或确定维护和故障概率，并将其馈送到输出单元。

37、优选地，测量技术具有：带有紫外线和/或红外线传感器和位置传感器的传感器件、多个高分辨率数码相机(优选是无反相机，最小分辨率为25至350百万像素，相机和镜头具有机械方式或电方式或机电方式的稳定机制)以及高分辨率激光扫描仪，其具有竖直方向四周360°全圆。所获得的数据被输入计算机并在其中进行相应关联，因此所有数据都相互关联，并且可以明确对应事件或受损情况。传感器件和激光扫描仪优选地联接到通用测量天线，通过该天线可以接收从卫星导航系统获得的复合信号，并且在接收之后分解成特定处理过程所需的信号发生信号数据。优选地，gps信号被分成l1和l2。在这种情况下，l1主要用于民用领域，而l2通常保留用于军事领域，但在相应协议或合同的情况下也用于根据本发明在此要解决的这些任务。雷达系统优选地另外安装在飞行器中，例如用于检查电线杆的基础，借助该雷达系统可以在地面雷达的意义上相应地监测位于大地中的基础。

38、优选地，飞行器是有人驾驶的旋翼机、特别是直升机。所有必要的数据都通过计算机上运行的飞行控制方法进行记录、合并和评估。在合并和相互关联的数据的基础上，对地上或地下敷设的电线(包括其周围环境)的后续实际维护工作进行评估，并能够立即且直接地输出相应维护工作的建议。当然，架空电线系统还包括相应的承载式、拉紧式或门架式电线杆和变电站。凭借获得的激光扫描数据(该激光扫描数据以高达每平方米1500个点或像素的分辨率实现了如下可能性，即，对例如电线杆和变电站详细地在其特性和尺寸方面记录线路结构，以及为了在一位数毫米的范围内的精确计算，以确定到架空线路电线杆或变电站中的构件的各个构件的距离。这种全面记录的一个显著优势来自于生成的激光点的密度。因此，可以在高分辨率3d形式和360°全方位旋转和检查架空线路和变电站或变电站以及发电和电压转换基础设施的整个结构。由于环境影响和/或机械影响而导致的电线杆结构的弯矩变化可以通过对架空线路的部件和/或相互之间的距离和/或扭曲的毫米级精确测量来确定。由于数据的这种高分辨率，基本上甚至能够以毫米精度确定电线杆位置的位置。作为要检查的架空线路的飞行的一部分，分段线缆在不同外部温度下的下垂也可以根据在飞行过程中使用额外的红外或热成像仪或热扫描仪测量的线缆温度进行记录并针对能源供应商进行相应评估。在这种温度测量中，导体线缆温度测量是从最靠近地面的分段线缆、从直升机看向天空地进行，以排除背景温度波动，例如如果测量是朝向地面进行的话，则会出现背景温度波动。如果对天空或太空进行测量，则来自太空的温度辐射具有高度的稳定性。

39、在检查架空供能线路系统的电线杆基础时，优选使用地面雷达、热扫描仪、多光谱扫描仪和类似的技术设备，其中，这些技术设备额外地布置在飞行器内或飞行器上。

40、图像数据尤其是从直升机到能源供应商的传输例如可以现场进行，因此能源供应商在地面上的检查员可以直接影响故障检测。直升机可以在以前检测到故障、损坏或缺陷的地方飞行。相应的超声波传感器和激光测距仪保证与架空线路保持至少5米的距离。如果数据不在机载计算机中进行评估，而是发送到地面站，那么这种直升机一次飞行的距离几乎是任意长的。

41、尤其是为了能够在检查飞行期间检测电线中的故障和缺陷，根据本发明的飞行器具有额外的传感器件，该传感器件对电线的测量仪器或测量仪器馈给，测量仪器或测量仪器无论其是架空线路还是铺设在地下的线路的载流线路系统中存在的、会导致相应的能够测得的电磁场干扰的故障、缺陷和/或损坏借助音频设备可被听到，和/或通过成像设备可见。在处理单元中存储数据，然后基于这些数据可以显示或打印出包含有关故障或缺陷以及损坏程度的直接信息的检查日志，以便根据显示此类故障的检查日志，可以立即启动和执行相应的维修。

42、根据本发明，因此提供了一种新方法和一种飞行器，其用于基于在仅一次飞行中获得的综合数据来监测和协调载流架空供能线路系统的维护措施。