配网带电作业夜间故障抢修无人机照明系统

丁翔 田富端 赵立冬 何贝 孙嘉君

摘 要：针对带电作业工程夜间照明不良影响施工工效的问题， 结合施工机械干扰、照明用具数量及其照度等因素， 综合运用无人机为主其他类光源为辅助形式进行照明，并进一步将无人机在夜间抢修照明中的应用与不足进行开发与改进。

关键词：无人机;夜间照明;多光源;无人机续航

现如今客户对用电质量的要求不断提升，夜间进行带电作业施工抢修的情况时有发生。在照明度、照射面积等因素不能满足要求时， 夜间作业人员的工作效率和安全以及舒适度、视力和身体健康均会受到影响， 从而导致施工效率下降以及人身风险的提升。所以研究一种适用于夜间带电作业抢修的照明作业模式显得尤为重要。

1夜间作业照明需求

1.1光的敏感性

夜间施工作业的光敏感性可以分为生理和心理两个方面： （1） 作业环境的亮度、曝光时间、视野等因素对于作业人员视力的影响; （2） 作业环境明暗对比、眩光等因素对于作业人员精神的影响。

视力不仅受注视着物体亮度的影响， 而且也受周围环境亮度的影响， 当周围亮度与中心亮度相等时， 视力最好。眩光条件下， 眼睛的明暗适应力差， 甚至引起眼疾， 进而引起眼疲劳和人体机能损坏。

1.2带电作业夜间分析

夜间作业光源主要来自于自然光（月光）以及作业人员的手持光源和地面补光，远处的月光以对人体视网膜上的视觉神经刺激很小， 达到感光灵敏度的时间较长， 导致在补光区作业的人员接受光信号困难， 无法进行正常的施工作业。地面补光由于角度问题有可能产生直射作业人员从而导致无法正常观察的现象。手持光源进行补光由于光源较近光照强度高但无法覆盖全面，并且占用作业人员操作空间，照明和作业难以同时进行。而且作业点情况复杂时带电作业在作业过程中要求作业人员了解作业点周边的危险点，并做好相应的安全防护工作。

根据夜间带电作业的特点以及需求，在适当位置设置一个俯射光源作为主光源，辅之以头戴式点光源较为适合夜间作业，满足其相关需求。提高作业人员作业效率降低安全风险。

2主光源的选用

由于带电作业夜间抢修位置的不确定性，作业点情况的多样性以及作业持续时间一般在10分钟到30分钟之间。作为主光源有如下几个需求，1，轻便易携2，灵活度高3，续航持久。无人机恰好满足我们的相应需求。

该无人机具备6向避障，抗5级风，自带2倍光学变焦1200万像素相机，最大飞行距离18km，配备喊话器、照明灯、夜航灯等拓展设备是不可多得的巡检利器。满足我们对于轻便易携，灵活度高的需求，现在需要对其续航性能进行相应的改进。

2.1无人机续航能力改进

现有无人机电池容量3850mAh，满充电压17.6V，电池类型Lipo，能量59.29Wh，重量297g，充电环境温度5℃-40℃，工作溫度-10℃-40℃;充电时间：90分钟;最大充电功率80W;续航时间最长只有28分钟。

结合实际情况，我们在现有电池基础进行研发改造。在不改变原有供电接口的前提下，提升续航时间。在原先电池基础上串联一块电芯，使得电压翻倍，容量翻倍，放电电流保持不变。

改造后无人机电池容量7900mAh，满充电压22.6V，电池类型Lipo，能量110.29Wh，重量560g，充电环境温度5℃-40℃，工作温度-10℃-40℃;充电时间：150分钟;最大充电功率80W;续航时间最长可到40分钟。

3 无人机照明操作系统故障抢修应用

在夜间故障抢修中无人机照明应用主要是两个方面1）到达作业现场，由无人机驾驶员操作无人机对故障点进行巡视观察，以图像的方式反馈给作业人员，并对周边危险点进行观测，帮助作业人员指定相应的作业计划以及安全措施。

2）在确定可以开展施工后又无人机作为主光源进行照明，在斗臂车进入作业点之前帮助斗臂车驾驶员观测斗臂升降路线上的障碍，在进入作业点之后无人机寻找合适照明位置悬停提供照明。同时斗内作业人员需要佩戴头戴式照明灯进行补光辅助。

4结语

（1）通过分析夜间施工照明不足对于带电作业的抢修的不良影响，改进了以往夜间作业地面补光的模式，提升了带电作业抢修施工效率极大的降低了作业的风险。

（2）由于夜间作业以抢修故障较多文中预计的抢修时间按照《绝缘手套作业法接跌落式熔断器上引线》以及《绝缘手套作业法接开关上引线》计算。

（3）在提升了电池续航之后无人机的重量增加一倍后续电池持续稳定工作、充电时间久也是我们下一步继续考虑的问题。

（4）在今后的夜间抢修工作中应大力推广无人机照明系统，通过反复实践形成作业标准并进行不断的优化改进。

参考文献：

[1]晋良海 李宬《夜间施工补光区的确定与辅助灯优化布置研究》2014