配網帶電作業夜間故障搶修無人機照明系統

丁翔 田富端 趙立冬 何貝 孫嘉君

摘 要：針對帶電作業工程夜間照明不良影響施工工效的問題， 結合施工機械干擾、照明用具數量及其照度等因素， 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用與不足進行開發與改進。

關鍵詞：無人機;夜間照明;多光源;無人機續航

現如今客戶對用電質量的要求不斷提升，夜間進行帶電作業施工搶修的情況時有發生。在照明度、照射面積等因素不能滿足要求時， 夜間作業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， 從而導致施工效率下降以及人身風險的提升。所以研究一種適用于夜間帶電作業搶修的照明作業模式顯得尤為重要。

1夜間作業照明需求

1.1光的敏感性

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

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帶電作業夜間分析

夜間作業光源主要來自于自然光（月光）以及作業人員的手持光源和地面補光，遠處的月光以對人體視網膜上的視覺神經刺激很小， 達到感光靈敏度的時間較長， 導致在補光區作業的人員接受光信號困難， 無法進行正常的施工作業。地面補光由于角度問題有可能產生直射作業人員從而導致無法正常觀察的現象。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，并且占用作業人員操作空間，照明和作業難以同時進行。而且作業點情況復雜時帶電作業在作業過程中要求作業人員了解作業點周邊的危險點，并做好相應的安全防護工作。

根據夜間帶電作業的特點以及需求，在適當位置設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，滿足其相關需求。提高作業人員作業效率降低安全風險。

2主光源的選用

由于帶電作業夜間搶修位置的不確定性，作業點情況的多樣性以及作業持續時間一般在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，續航持久。無人機恰好滿足我們的相應需求。

該無人機具備6向避障，抗5級風，自帶2倍光學變焦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，現在需要對其續航性能進行相應的改進。

2.1無人機續航能力改進

現有無人機電池容量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;續航時間最長只有28分鐘。

結合實際情況，我們在現有電池基礎進行研發改造。在不改變原有供電接口的前提下，提升續航時間。在原先電池基礎上串聯一塊電芯，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;續航時間最長可到40分鐘。

3 無人機照明操作系統故障搶修應用

在夜間故障搶修中無人機照明應用主要是兩個方面1）到達作業現場，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人員，并對周邊危險點進行觀測，幫助作業人員指定相應的作業計劃以及安全措施。

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，在進入作業點之后無人機尋找合適照明位置懸停提供照明。同時斗內作業人員需要佩戴頭戴式照明燈進行補光輔助。

4結語

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

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

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

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

參考文獻：

[1]晉良海 李宬《夜間施工補光區的確定與輔助燈優化布置研究》2014