基于无人机的电力故障巡检技术研究

基于无人机的电力故障巡检技术研究

刘健 陈南任 黄春贵 陈凯 熊方权

广西电网有限责任公司玉林陆川供电局 广西陆川 537700

摘要：本研究旨在开发基于无人机的电力故障巡检技术，利用搭载云台的快速拆装接地故障查找装置，实现电力设备的快速拆卸与安装。装置由无人机本体、故障定位仪和快速拆解模块组成。快速拆解模块采用滑杆与故障定位仪连接，借助弹簧保障稳固。故障定位仪具备防护板和限位装置，确保安全使用。通过操作滑杆进行快速拆卸与安装，替代传统螺栓连接，提高效率，减少操作难度。该技术适用于电力故障排查，也具备拓展至其他领域的潜力。

关键词：无人机；电力故障；巡检技术

引言

本研究旨在开发一种基于无人机的电力故障巡检技术，通过快速拆装接地故障查找装置，实现电力设备的高效拆卸与安装。该装置由无人机本体、故障定位仪和快速拆解模块构成，其中快速拆解模块采用创新的滑动连接设计，摒弃了传统螺栓连接，极大地提升了操作效率。通过按压滑杆，操作人员可快速拆卸故障定位仪，从而减少拆卸难度，缩短作业时间。这一技术不仅可在电力故障排查中应用，也具备推广到其他领域的潜力，为设备维护带来新的可能性。

一、技术原理及设计

1.装置组成和结构

本技术基于无人机的电力故障巡检，运用快速拆装接地故障查找装置，主要包括以下三个关键组成部分：

无人机本体。作为整套系统的核心，无人机本体不仅具备飞行能力，还承担着操控与通信等重要职责。无人机在巡检过程中能够稳定飞行并实时传输故障信息，为后续操作提供坚实基础。

故障定位仪。作为核心模块之一，故障定位仪负责定位和识别电力设备的故障点。其内部集成了精密的传感器和定位技术，确保高准确度的故障诊断。故障定位仪的设计中考虑到安全性，配备了防护板和限位装置，以降低操作风险。

快速拆解模块。创新的关键部分，快速拆解模块是连接无人机和故障定位仪的重要桥梁。模块包括多个组件，具体包括固定块、滑杆和一号弹簧，这些元素密切合作以实现高效的拆装流程。

2.快速拆解模块设计

固定块作为连接件。固定块位于快速拆解模块上，充当连接的中间件。它与故障定位仪和无人机底座的固定块相协同连接，确保坚固的连接，从而为后续的拆卸和安装操作提供了稳定的平台。

滑杆的滑动连接设计。设在固定块上的滑杆与故障定位仪采用可滑动的连接结构。这一设计使得操作人员可以轻松地在滑动的基础上进行拆卸和安装，大幅提高了操作的效率。

一号弹簧的应用。在滑杆上安装了一号弹簧，它一端与固定块连接，另一端连接于故障定位仪的内部。一号弹簧的应用增强了连接的稳定性，确保在操作过程中不会发生松脱现象。

防护板和限位装置的作用。故障定位仪上配备了防护板和限位装置。防护板能够保护故障定位仪内部的关键部件免受外界干扰和损坏。限位装置则确保了拆卸和安装的安全性，防止误操作导致不必要的损坏。

二、操作流程

1.拆卸过程

按压滑杆，固定块导向插接块： 在进行故障定位仪的拆卸时，操作人员首先按压滑杆。这一动作引发固定块与插接块的交互作用，从而将故障定位仪的连接部分固定在一起。这个步骤的设计使得整个拆卸过程变得更加简便，避免了传统螺栓连接所需的复杂步骤。

脱离插接块后，上提故障定位仪： 经过第一步的固定后，通过按压滑杆，固定块与插接块脱离连接。在这之后，操作人员可以轻松地上提故障定位仪。这一流程的设计使得拆卸过程更加高效，节省了时间和努力。

2.安装过程

类似的方法进行操作： 在进行故障定位仪的安装时，操作流程与拆卸过程类似。首先，将固定块对准插接块，按压滑杆，使固定块与插接块连接。然后，将故障定位仪降低至插接块所在位置，确保固定块与插接块的稳定连接。这一类似的操作流程简化了安装过程，提高了操作的效率。

三、技术关键点

1. 快速拆装结构的省力设计

本技术的核心在于其创新的快速拆解模块设计，其中固定块、滑杆以及一号弹簧的应用共同构成了其出色的省力特性。在实际操作中，操作人员只需简单地按压滑杆，即可轻松实现固定块与插接块的连接或分离，从而显著减轻了操作的难度和所需的力气。

这种省力设计的精妙之处在于将人体工程学原理与实际应用相结合，创造出出色的用户体验。滑杆的可滑动结构不仅确保了连接的稳固性，还降低了操作的摩擦力，使操作更加轻松顺畅。与此同时，一号弹簧的应用不仅加强了连接的稳定性，还在操作过程中提供了恰到好处的弹性支撑，进一步减轻了操作人员的负担。

正是这种精心考虑的省力设计，使得操作人员能够在不费力气的情况下，高效地完成拆装任务。因此，该设计不仅提升了工作效率，也减轻了操作人员的体力负担，为电力设备维护工作注入了实用的技术支持。通过这一巧妙的省力设计，本技术为拆装作业的便捷性和效率带来了显著提升，从而在电力设备维护领域带来了积极而深远的变革。

2.结构的稳固可靠性

设备稳定性是电力设备维护的关键。快速拆解模块的设计确保固定块、滑杆和一号弹簧的牢固连接，保证了故障定位仪在操作过程中不会松脱或抖动。同时，防护板和限位装置的应用进一步提升了操作的稳定性和安全性。

3.结构的轻量化设计，续航能力的提升

在设计中采用轻量化的材料和结构，不仅减轻了整体装置的重量，还有助于提高无人机的续航能力。通过降低配重，无人机可以在更长时间内保持飞行，从而延长了电力设备巡检的持续时间。

4.调节板设置的创新

创新地将调节板设计为“V”字形，是本研究中的一项关键创新，为技术方案的逻辑性和操作连贯性带来了显著提升。

在操作流程中，通过将调节板呈现为“V”字形的设计，操作人员在连接固定块与插接块时，拥有更大的操作空间。这个设计决策使得操作过程更加灵活，为操作人员减少了在对准过程中的繁琐性，从而降低了操作的难度。这个优化有助于确保连接的准确性和稳定性。

通过设定调节板为“V”字形，成功提升了连接的精准性。这种设计使得固定块与插接块之间的对准过程更加容易，确保了连接的可靠性和牢固性。这种稳定的连接不仅提高了操作的安全性，还降低了在操作过程中发生松动或脱落的风险。

四、创新与应用前景

1.摒弃传统螺栓连接，采用快速滑动接入式结构

本技术的一大创新点在于采用了快速滑动接入式结构，代替了传统的复杂螺栓连接方式。这种创新使得设备的拆卸和安装过程更加高效和便捷，为电力设备维护提供了更灵活的解决方案。

2.无需其他工具，直接进行拆装

另一个显著的创新在于操作的简化。无需使用额外的工具，操作人员能够直接进行拆装，从而降低了操作的复杂性，提高了操作的速度和效率。这种直接性的设计有望在电力设备维护中取得显著成效。

3.推广潜力

除了在电力故障排查领域的广泛应用，这种快速拆装技术还具备在其他领域推广的潜力。工业维护、交通运输、航空航天等多个领域都可以受益于这种高效的拆装技术，从而提升操作效率和维护质量。

结束语

本研究开发的基于无人机的电力故障巡检技术，通过快速拆装接地故障查找装置，为电力设备维护带来新的高效可能性。摒弃传统螺栓连接，采用快速滑动接入式结构，大大简化了拆卸和安装过程，降低了操作复杂度和时间成本。无需额外工具的直接拆装进一步提升了操作便捷性。结构的轻量化设计提升了无人机续航能力。通过防护板和限位装置的应用，操作安全可靠。基于电力故障排查领域的成功，这一创新技术也有潜力在其他领域推广应用。综上，该技术的引入不仅对电力设备维护有实际益处，同时也为类似技术在不同领域的应用提供了启示。

参考文献

[1]孙自昌.基于远程无人驾驶飞机系统的高压输电线路巡检故障研究[J].长春工程学院学报：自然科学版, 2020, 21(3):6.DOI:10.3969/j.issn.1009-8984.2020.03.026.

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