电力电缆沟微型巡视无人机运用分析

电力电缆沟微型巡视无人机运用分析

邓云福 郭欣明 和向高 居智兴 赵新林

云南电网有限责任公司丽江供电局

摘要：现阶段，传统人工巡视电力电缆沟存在一定的局限性，比如说巡视费时费力、结果不够彻底、巡视人员人身安全缺乏保障等，为了能够有效地解决这些问题，并且提高电力电缆沟巡视工作的工作效率与工作质量，研究人员开发了电力电缆沟微型巡视无人机。本文则对电力电缆沟微型巡视无人机的设计情况与应用效果进行了分析，希望本文所作分析能够为有关研究人士带来借鉴和参考。

关键词：电力电缆沟；无人机；巡视

前言：在搭建现代电网的过程中，需要铺设大量的电力电缆沟，并且定期对其进行巡视与维护，以确保电网运行的稳定性和可靠性。而在电力电缆沟的巡视过程中，存在着很多的困难，是单凭人力很难完成的，微型巡视无人机可以很好地解决这一问题，值得被进一步的研究与推广。

1.无人机遥控与遥测

1.1遥控系统

无线数传系统是支持无人机飞行的一个重要遥控系统。，由于这一系统具有较高的稳定性和可靠性，并且有着相对较高的抗干扰性能，所以被广泛应用在无人机上。为了保证无人机电台可以顺利的接收到地面发出的信号，从而将相应的控制任务完成，数据人员需要在地面站和操纵器之间进行编码工作，并且将任务指令发送给高频发射电路，而后继续对高频发射电路进行功放、调制，以及调频工作，最后依靠大概十瓦的功率，使得相关指令可以辐射到空间。在无人机上会装有一个电台，这一电台的主要作用是接收地面上发出的指令，而天线就是电台接收调频信号的主要工具。当调频信号接收完成以后，电台需要对信号进行放大、解调以及译码等一系列工作，并应用串行的方式，将信息传输到控制器当中，以此来实现远距离遥控的工作。

1.2遥测系统

遥测系统也可以被称之为信息传输系统，通过这一系统，能够把无人机拍摄到的图像，以动态的方式传输回地面，并且在操作人员的设备上显示出来，使得操作人员能够掌握遥测对象最精准的状态信息。通过这些传回了的信息，操作人员可以更加精准的对无人机进行定位。使得遥测系统的运行工作更加具有可靠性。不仅如此。如果将无人机连接到计算机上。计算机还可以详细的记录并且显示出来无人机的整个飞行轨迹，这在很大程度上使得人的感官体验得到了延伸。

2.电力电缆沟巡视的现状

在对电力电缆进行维护和管理工作的过程中，对电力电缆沟进行巡视是一个相对而言比较困难的工作。

首先，有一些电缆沟在施工时没有配置相应的易揭盖板，而是使用的非常沉重的铁制盖板，工作人员在进行维护检查工作时，必须要用人力将厚重的盖板掀开，不仅消耗了大量的人力，而且也浪费了很多的时间。甚至在掀盖板的过程中还会有工作人员不小心扭伤，或者是被盖板砸伤，这样的事件经常都会出现。其次，电力电缆在使用过一段时间以后，其绝缘性能可能会发生破损。这时就会存在发热和漏电的现象。巡视人员在检查过程中则需要面对可能会被电力电缆烫伤、抢毒气，甚至是触电等风险。最后。通常情况下，电缆沟内部的含氧量是比较低的。同时光线又比较差。巡视人员需要在电缆布置复杂，并且空间狭小的环境下进行电力电缆的检查工作，无疑增加了工作的难度。另外，如果遇到电缆沟存有积水，或者是封堵不严等情况，那么电缆沟内可能还有蛇虫鼠蚁等小动物寄居，咬伤巡视人员。所以说，巡视人员在检查电力电缆沟的过程中，经常会出现缺氧、触电、烫伤、呛毒气、咬伤中毒等安全风险。

3.电力电缆沟微型巡视无人机的设计

为了使电力电缆沟巡视工作的工作效率得以提升，并且切实保护巡视人员的人身安全，应该设计出一个微型巡视无人机，用来进行电力电缆沟的巡视工作。

3.1巡视功能设计

一般情况下，微型巡视无人机的重量应该较轻，不应该高于600克，并且直径尺寸应该控制在40厘米上下，这样无人机才能够在空间相对比较狭小的电缆沟内部自由地通行，完成好电力电缆沟的巡视工作。

另外，电力电缆沟微型巡视无人机还必须要配有广角摄像头，以及照明装置，这样才能够在光线较差的电缆沟内顺利地进行视频传输。

3.2保护罩设计

在设计电力电缆沟微型巡视无人机时，还应该关注对无人机设备的保护工作。通常需要在电力电缆沟微型巡视无人机的外部安装一个保护罩，这个保护罩一般是由具有弹性的网状支架构成的，从而能够从全方位给予无人机无死角的保护。

图1 保护罩结构设计图

图2 电力电缆沟微型巡视无人机设计图

如图1所示，是电力电缆沟微型巡视无人机保护罩的结构设计图，其结构就像蜘蛛网一样，稳定性会更高。一般情况下都会选择两种材料来拼接保护罩，ABS工程塑料是主体结构，这种材料的重量比较轻，同时缓冲力适中；碳纤维是轴线杆状连接部分的材料，这种材料的抗撞击力更为优异；在对保护罩和飞行器进行连接时，应该确保连接部分能够横向转动，以保证飞行器在保护罩内能够保持平衡。

3.3适用性设计

为了使无人机能够更加适合在电力电缆沟当中应用，首先应该对无人机携带的电池进行扩容改造，使得无人机的续航能力可以达到同类无人机的2至3倍，从而可以更好地完成电缆沟的巡视以及照明工作。其次，应该对无人机的悬停控制策略进行改进，使得无人机能够实现自由的定位悬停，并且在定点能够自由旋转，从而实现对一些隐患部位的重点巡视，提高巡视的精细程度。

4.电力电缆沟微型巡视无人机的应用效果

第一，应用传统的方法对电力电缆沟进行巡视，通常都需要有两名工作人员协作完成，而使用电力电缆沟微型巡视无人机对电缆沟进行巡视，则只需要一名工作人员，在一定程度上减少了人力成本。

第二，如果遇到小型的易揭盖板，工作人员很难进入，而电力电缆沟微型巡视无人机却可以不受限制的自由出入，同时还可以在空间相对而言比较狭小的电缆沟内部进行自由的活动，所需要消耗的巡视时间只是传统人工巡视方法的三分之一，在很大程度上缩短了巡视工作的时间，提高了巡视工作效率。

第三，即便是遇到空间比较复杂的一次电缆沟内电缆弯曲部位，以及空间狭小的二次电缆沟和垂直电缆竖井，也可以依靠电力电缆沟微型巡视无人机进行巡视，并且完成对电缆沟内部360度无死角的巡视，无人机的到达率可以达到100%，大大提高了电缆沟巡视工作的工作质量。

第四，巡视人员在电力电缆沟内部进行巡视时，不可避免会发生触电、呛毒气、烫伤、缺氧、摔伤、碰撞，以及咬伤中毒等安全风险，而使用电力电缆沟微型巡视无人机代替人工到电缆沟内部进行巡视，可以有效地防范这些危险的产生，确保电缆沟巡视人员的人身安全。

第五，巡视人员到电缆沟内部进行巡视，除了会有一定的安全风险外，其巡视范围也具有一定的局限性，而使用电力电缆沟微型巡视无人机可以更为全面地完成巡视工作，更加有利于施工人员排查存在的电缆故障，使得电缆巡视工作的有效性大大增强。

结语：综上所述，通过调查可以发现，目前电力电缆沟微型巡视无人机已经被广泛应用于电缆沟巡视工作中，不仅保障了巡视人员的生命安全，而且也在很大程度上提高了电缆沟巡视工作的效率和质量，并且即便是遇到工况比较复杂的电力电缆沟，也可以较好地完成巡视工作，值得被广泛推广与应用。

参考文献：

[1]杨晓东.浅析电力线路巡视中无人机技术的应用[J]. 中国高新技术企业，2016（09）：47-48.

[2]焦廖维，侯德亭，周东方等.无人机在复杂电磁环境下的效能评估[J].强激光与粒子束,2014,26(7).