配網(wǎng)帶電作業(yè)夜間故障搶修無人機照明系統(tǒng)

丁翔 田富端 趙立冬 何貝 孫嘉君

摘 要：針對帶電作業(yè)工程夜間照明不良影響施工工效的問題， 結(jié)合施工機械干擾、照明用具數(shù)量及其照度等因素， 綜合運用無人機為主其他類光源為輔助形式進行照明，并進一步將無人機在夜間搶修照明中的應(yīng)用與不足進行開發(fā)與改進。

關(guān)鍵詞：無人機;夜間照明;多光源;無人機續(xù)航

現(xiàn)如今客戶對用電質(zhì)量的要求不斷提升，夜間進行帶電作業(yè)施工搶修的情況時有發(fā)生。在照明度、照射面積等因素不能滿足要求時， 夜間作業(yè)人員的工作效率和安全以及舒適度、視力和身體健康均會受到影響， 從而導(dǎo)致施工效率下降以及人身風(fēng)險的提升。所以研究一種適用于夜間帶電作業(yè)搶修的照明作業(yè)模式顯得尤為重要。

1夜間作業(yè)照明需求

1.1光的敏感性

夜間施工作業(yè)的光敏感性可以分為生理和心理兩個方面： （1） 作業(yè)環(huán)境的亮度、曝光時間、視野等因素對于作業(yè)人員視力的影響; （2） 作業(yè)環(huán)境明暗對比、眩光等因素對于作業(yè)人員精神的影響。

視力不僅受注視著物體亮度的影響， 而且也受周圍環(huán)境亮度的影響， 當周圍亮度與中心亮度相等時， 視力最好。眩光條件下， 眼睛的明暗適應(yīng)力差， 甚至引起眼疾， 進而引起眼疲勞和人體機能損壞。

1.2帶電作業(yè)夜間分析

夜間作業(yè)光源主要來自于自然光（月光）以及作業(yè)人員的手持光源和地面補光，遠處的月光以對人體視網(wǎng)膜上的視覺神經(jīng)刺激很小， 達到感光靈敏度的時間較長， 導(dǎo)致在補光區(qū)作業(yè)的人員接受光信號困難， 無法進行正常的施工作業(yè)。地面補光由于角度問題有可能產(chǎn)生直射作業(yè)人員從而導(dǎo)致無法正常觀察的現(xiàn)象。手持光源進行補光由于光源較近光照強度高但無法覆蓋全面，并且占用作業(yè)人員操作空間，照明和作業(yè)難以同時進行。而且作業(yè)點情況復(fù)雜時帶電作業(yè)在作業(yè)過程中要求作業(yè)人員了解作業(yè)點周邊的危險點，并做好相應(yīng)的安全防護工作。

根據(jù)夜間帶電作業(yè)的特點以及需求，在適當位置設(shè)置一個俯射光源作為主光源，輔之以頭戴式點光源較為適合夜間作業(yè)，滿足其相關(guān)需求。提高作業(yè)人員作業(yè)效率降低安全風(fēng)險。

2主光源的選用

由于帶電作業(yè)夜間搶修位置的不確定性，作業(yè)點情況的多樣性以及作業(yè)持續(xù)時間一般在10分鐘到30分鐘之間。作為主光源有如下幾個需求，1，輕便易攜2，靈活度高3，續(xù)航持久。無人機恰好滿足我們的相應(yīng)需求。

該無人機具備6向避障，抗5級風(fēng)，自帶2倍光學(xué)變焦1200萬像素相機，最大飛行距離18km，配備喊話器、照明燈、夜航燈等拓展設(shè)備是不可多得的巡檢利器。滿足我們對于輕便易攜，靈活度高的需求，現(xiàn)在需要對其續(xù)航性能進行相應(yīng)的改進。

2.1無人機續(xù)航能力改進

現(xiàn)有無人機電池容量3850mAh，滿充電壓17.6V，電池類型Lipo，能量59.29Wh，重量297g，充電環(huán)境溫度5℃-40℃，工作溫度-10℃-40℃;充電時間：90分鐘;最大充電功率80W;續(xù)航時間最長只有28分鐘。

結(jié)合實際情況，我們在現(xiàn)有電池基礎(chǔ)進行研發(fā)改造。在不改變原有供電接口的前提下，提升續(xù)航時間。在原先電池基礎(chǔ)上串聯(lián)一塊電芯，使得電壓翻倍，容量翻倍，放電電流保持不變。

改造后無人機電池容量7900mAh，滿充電壓22.6V，電池類型Lipo，能量110.29Wh，重量560g，充電環(huán)境溫度5℃-40℃，工作溫度-10℃-40℃;充電時間：150分鐘;最大充電功率80W;續(xù)航時間最長可到40分鐘。

3 無人機照明操作系統(tǒng)故障搶修應(yīng)用

在夜間故障搶修中無人機照明應(yīng)用主要是兩個方面1）到達作業(yè)現(xiàn)場，由無人機駕駛員操作無人機對故障點進行巡視觀察，以圖像的方式反饋給作業(yè)人員，并對周邊危險點進行觀測，幫助作業(yè)人員指定相應(yīng)的作業(yè)計劃以及安全措施。

2）在確定可以開展施工后又無人機作為主光源進行照明，在斗臂車進入作業(yè)點之前幫助斗臂車駕駛員觀測斗臂升降路線上的障礙，在進入作業(yè)點之后無人機尋找合適照明位置懸停提供照明。同時斗內(nèi)作業(yè)人員需要佩戴頭戴式照明燈進行補光輔助。

4結(jié)語

（1）通過分析夜間施工照明不足對于帶電作業(yè)的搶修的不良影響，改進了以往夜間作業(yè)地面補光的模式，提升了帶電作業(yè)搶修施工效率極大的降低了作業(yè)的風(fēng)險。

（2）由于夜間作業(yè)以搶修故障較多文中預(yù)計的搶修時間按照《絕緣手套作業(yè)法接跌落式熔斷器上引線》以及《絕緣手套作業(yè)法接開關(guān)上引線》計算。

（3）在提升了電池續(xù)航之后無人機的重量增加一倍后續(xù)電池持續(xù)穩(wěn)定工作、充電時間久也是我們下一步繼續(xù)考慮的問題。

（4）在今后的夜間搶修工作中應(yīng)大力推廣無人機照明系統(tǒng)，通過反復(fù)實踐形成作業(yè)標準并進行不斷的優(yōu)化改進。

參考文獻：

[1]晉良海 李宬《夜間施工補光區(qū)的確定與輔助燈優(yōu)化布置研究》2014