一种无人机可视水泥杆标志牌研究与应用

一种无人机可视水泥杆标志牌研究与应用

李志鹏、高超、李智财、梁世诚、梁炳、钟成杰

广东电网有限责任公司肇庆广宁供电局，广东 肇庆 526000

摘要：当下输电线路巡检自动化已成为电力系统维护的必然趋势和发展方向，无人机巡检方式的普及，将极大减轻送电线工在线路日常巡视、紧急抢修、状态监测等方面的工作压力，在消除人工巡检盲点的同时，提高了巡检效率与巡视质量，保障了巡检过程中的人身安全。

关键词：无人机、可视、标志牌、研究

1背景

隨着电力网架构成的进一步丰富、智能电网的迅速发展，继续依靠传统人力巡检输电线路已无法满足现阶段的巡线要求。基于当前无人机在民用领域的应用日益广泛，相应软、硬件技术日趋完善，利用无人机代替人力进行巡线，可以到达人力很难到达的地方，且巡线效率高，范围广，具有极其广阔的应用前景。但在巡视过程中，在跨山跨岭并且多线路穿行的地方由于缺乏参照物，无人机飞手无法对线路设备位置、名称及编号进行准确判断，导致发现的线路设备缺陷无法正确匹配到相应线路设备。

长期工作在一线的班组为了解决上述问题，提出一种人机可视水泥杆标志牌，可有效地为无人机飞手提供参照，准确判断设备位置。

2 无人机可视水泥杆标志牌设计

本方案利用不锈钢材料的可复回弹，通过将标志牌两边添加一个简单的不锈钢半圆弧形卡扣，并且在标志牌底部进行相应抬升，使得标志牌整体与电杆呈45°角，使用时将标志牌对着电杆平行推压进去，将标志牌卡实在电杆离地6米的高度上。该无人机可视标志牌通过标志牌与电杆呈45°角的方式，使得标志牌为无人机提供一个可视的角度，实现无人机可视定位的目的，并通过简单的不锈钢卡扣进行安装和拆卸，对标志牌进行回收更换标志牌贴纸，实现标志牌长期使用的目的。其设计图如下：

3 无人机可视水泥杆标志牌制作

传统的电力杆塔标牌，主要以搪瓷烤漆、反光膜丝网印刷、不锈钢腐蚀工艺为主制作。这些产品一是抗腐蚀性差、不耐挂擦，容易退色及氧化，环保性差，使用年限短。二是柔韧度差，不易折弯。由于当前的电力杆塔以水泥杆、钢铁塔为主，水泥杆塔又表面粗超、多孔、凸凹不平，标牌无法直接安装在水泥杆塔上，需要以铝板、不锈钢、PVC等材质为载体安装。标牌与电力杆塔弧面结合时需要固定支架或铁丝扎带，而固定支架和铁丝扎带易积聚灰尘、生锈，污染杆塔及设备，美观性差。三是警示效果差，同时金属材质容易且不易维护。

无人机可视水泥杆标志牌，它主要应用在水泥杆塔上，可以有效地克服现有技术所存在的上述弊端。而且具有亮度持久，坚硬光亮，耐刮擦，耐腐蚀，且不易积聚灰尘水汽，使用时间长，无需维护，使杆塔指示的警示效果更加突出。同时，在对旧标识版面改造时无须去除底膜，可直接覆盖张贴，省时省工。另外由于其没有回收价值，杜绝了传统标牌容易的现象。

3.1制作工艺

先印淡色，丝版与定位：铝板资料用三点边定位。套色打印时。再印深色。印版与承印物的间隔为12毫米，间隔巨细，与丝网的挑选有关，尼龙丝网弹力好，伸缩性大，通常23毫米。刮板用聚氨酯橡胶板，其硬度为7075度，厚度为89毫米，打印时的刮板视点70度为宜，刮板速度应以匀速直线运动。恰当保护膜：打印后的标牌，为了避免裁切和运送过程中形成，表面要贴通明压敏胶保护膜，不和要贴双面胶纸。裁切：用小型剪切床，成型可用孔定位或边定位冲压。反光路电线杆防撞反光警示贴是用高折射率的玻璃微珠回归反射原理，通过调焦后处理的先进工艺制成。它能将远方直射光线反射回发光处，不论在白天或黑夜均有良好的逆反射光学性能。

3.2制作流程
一、下料
（1）选板材

制作标牌的金属板材有：铜板、不锈钢板、钛金板等等，每种金属板材的特点各不相同，可针对标牌的不同风格，选择合适的板材。不锈钢具有耐锈蚀的优点，是制作金属标牌常用的板材。现在我们选用的厚度为0.3毫米。
（2）剪裁及修边

根据设计好的尺寸，在选好的不锈钢板上，每边都放上几毫米的余量，做上标记点，进行剪裁， 剪裁好的不锈钢板四边往往有毛刺，要用锉刀把它锉掉，锉完后用手摸一下，边缘光滑，就可以了。
（3）清除油污

把不锈钢板放在清水中浸湿后，在表面放上些洗涤灵，用干净的布擦洗不锈钢板表面的油污三到四遍后，再用清水漂洗，将不锈钢板表面洗干净了，才不会影响后道工序的顺利进行。
（4）吹干

用吹风机把清洗好的不锈钢板表面残留的水滴吹干，不要留下水渍。
二、蚀刻

不锈钢板标牌的制作,主要采用蚀刻的工艺来完成。
三、表面保护
（1）涂耐腐蚀的感光油墨
（2）烘干

标牌制作要选择好制作的材料，根据不同的材料选择制作工艺，步骤也是不尽相同的。

4 无人机可视水泥杆标志牌应用

无人机可视水泥杆标志牌已在肇庆广宁局安装应用，它被安装在山区的电杆上，可为无人机巡视作业提供准确的定位；能在无人机精细化巡视照片中反应出线路设备缺陷相对应的线路杆号位置；无人机飞手可对线路设备位置、名称及编号进行准确判断，减少误判率，大大提高无人机巡线效率。同时，标志牌上的内容可以热转印贴纸的形式，不需要像原来一样拆下来都得换掉，减少成本的投入。

现场应用图如下：

参考文献：
　　[1]侯飞.电力专用无人机的巡检技术应用分析[D].华北电力大学（北京）硕士论文，2017（06）.
　　[1]黄世龙，顾雪平，张建成.用于电力巡线的新型油动固定翼无人机设计[J].电力系统自动化，2014，38（04）：104-108.
　　[2]加鹤萍.基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制[J].内蒙古电力技术，2013，31（03）：33-37.

项目支撑：本论文来源于广东电网有限责任公司职工技术创新项目；项目名称：一种无人机可视水泥杆标志牌 ；项目编号:031200KK52190114