无人机近电警示灯的研究

周纯智 刘宗雨 郭峰

摘 要： 随泛在物联网技术建设初步建成，无人机巡检已经成为输电巡视的必然趋势。现有的无人机虽然也有避障功能，但对于类似于导线面积较小物体敏感度不高，且无法提示与导线安全距离，因此影响无人机巡检安全的最主要因素就是无人机与带电导线之间的安全距离，本文通过研究输电无人机巡检和近电警示解决此类问题。

关键词： 输电线路;近电;安全距离;无人机巡检

【Abstract】With the preliminary construction of ubiquitous Internet of things technology，UAV inspection has become the inevitable trend of power transmission inspection.Although the existing UAV has obstacle avoidance function，it is not sensitive to objects with small wire area，and can not prompt the safe distance from the wire.Therefore，the most important factor affecting the inspection safety of UAV is the safe distance between UAV and live wire.In this paper，through the research of near electric induction and UAV inspection safety distance，the UAV electrostatic warning lamp is developed to solve the problem This problem can improve the inspection efficiency.

【Key words】Transmission line; near current; safe distance; UAV inspection.

【中圖分类号】TP391     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.37.128

1 引言

虽然高压输电线路导线作为避障目标物不容易识别，但众所周知，因电磁感应高压线附近存在磁场，因此可以利用电磁感应从而判别无人机与导线的距离，研制无人机静电警示灯，解决此问题，提升巡检效率。

2 分析

2.1 高压线路电磁场分析

高压输电线路会在邻近空间产生高压电场，同时，交流电流又会在环绕其周围的空间产生很强的未被平衡的交变磁场。因此，处在超高压输电纬路下方的线路或长形导体会产生静电感应和电磁感应现象。由于电容耦合，带电导体在该物体上会感应出电压（对地），追使导体处于一个恳浮电位，该电压称为感应电压。感应电包括电磁感应而产生的感应电压和感应电流。如果产生感应电的输电线路不接地，则只有感应电压存在;一旦线路接地，将产生入地的感应电流。

2.2 现有工具分析

在电力系统内工作时，为保障安全距离，根据高压输电线路电磁感应远离，使用多种近电报警器。

近电警示器将接收的监测信号进行前端分析处理，取出50HZ工频信号，经过数字滤波排除干扰信号分析其信号强度，当达到预设值时，发出无线报警信号给接收端，接收端在接收到该信号后报警，提示用户设备已接近强电，请注意安全。

预警系统只对220V以上工频50-60HZ的电压预警，电路通过数字滤波抗干扰，稳定可靠，特别注意：近电感应报警器不对直流、高频、静电预警，由于架空单线周围电场稳定检测灵敏度高，检测的电压可根据需要在生产设备时在定限度内加以调节。

2.3 工具改进分析

2.3.1 使用环境分析

近电警示器使用温度为-30℃-+50℃，经资料查阅无人机适合飞行的环境温度为-20℃-+50℃要求相同。因此温度符合技术条件。

2.3.2 电流分析

近电警示器的平均报警电流为0.3-1.5mA，警戒电流小于1Μa，这两项技术条件与无人机的巡检预警的条件均相符。

2.3.3 报警距离分析

近电警示器报警距离如下：

经输电专业无人机巡检经验分析，使用大疆精灵4系列无人机进行巡检拍摄，3米以内即可以将细节观察清楚，因此35kV档即可满足无人机使用的标准。

2.3.4 起重分析

近电警示器电压为4.5V，使用三只AG13号氧化银电池即可满足，AG13号氧化银电池的总质量为60.00g，近电指示器质量为200g，再附加50g的固定装置，完全满足无人机的承重质量。

3 技术方案

本实用新型为解决现有处理方式存在问题所采取的技术方案是：

根据无人机的承重和镜头的尺寸对现有的近电警示器进行重新设计，设计出闭锁螺栓、闭锁环、支柱、指示灯、内置感应器 、内置软胶护套、闭锁螺母、闭锁扣、闭锁螺母、闭锁螺杆，在无人机进行非自主巡检前将此装置固定在无人机镜头上，打开开关，当无人机距离导线过近时，装置会发出红灯警示，并能够在操作人员手中的遥控器显示器中显示，为操控人员提供距离提示，避免发生无人机撞线的风险。

4 结束语

本实用新型结构简单，设计合理，携带方便，操作快捷，能够辅助无人机操作人员的进行无人机巡检，解决无人机巡检过程中无法识别近电安全距离的难题，大大提高了巡检安全性。