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전력선로 점검용 생체모방형 드론에 관한 기술적 실현가능성 연구
Technical Feasibility Study on the Biomimetic Drone for Inspection of Electric Power Lines 원문보기

KEPCO Journal on electric power and energy, v.2 no.4, 2016년, pp.543 - 548  

박준영 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) ,  이재경 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) ,  김석태 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Live-line maintenance for electric power lines is very dangerous because of their ultra-high voltage environments and the risks of falling from heights. Recently, drone technology has been spotlighted due to its maneuverability and stable controllability, and has been being applied to maintenance wo...

주제어

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문제 정의

  • 본 논문에서는 전력선로 점검용 생체모방형 드론을 본격적으로 개발하기에 앞서서 기술적 실현가능성을 검증하기 위해 전력연구원에서 자율과제로 수행한 사전연구 결과를 다룬다.
  • 하지만, 아직까지 전력선로 점검용 드론 개발에 도입한 사례는 발견되고 있고 있기 때문에, 새로운 형태의 생체모방형 드론을 개발한다면 기술 우위 선점 측면에서 가치가 있을 것으로 크게 기대된다. 본 논문에서는 전력연구원에서 생체모방 기술을 응용하여 전력선로 점검에 최적화된 새로운 형태로 개발한 드론 메커니즘을 소개하고, 실외에서 수행한 비행기능 시험과 전력선로 간이시험설비에서 수행한 전력선 부착 및 주행시험을 통하여 그 효용성을 보인다.
  • 본 연구에서는 이상의 잠자리 날개 접는 형태의 관찰 결과로부터 착안하여, 드론이 비행을 마치고 전력선에 부착할 때 드론의 윙을 접는 형태로 가변하고 접혀진 윙의 블레이드를 이용하여 주행하는 새로운 형태의 생체모방형 드론 메커니즘을 고안하였다.
  • 본 연구에서는 전력선로의 유지보수 작업을 수행하는데 있어서 기존의 선로 주행형 로봇이나 비행로봇에 비해 초고압 활선상태에서 설치와 운용이 용이하고 비행로봇에 비해 장기간 사용이 가능하며 전력선로의 초근접 정밀 유지보수가 가능한 로봇 및 그 운용 방법을 제공하는 것이 목적이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 전력선로를 따라 이동하면서 전력선로 및 전력설비를 점검하거나 정비하는 새로운 로봇시스템을 고안하였다.
  • 본 절에서는 Fig. 9에서 고안한 비행로봇이 전력선에 부착 및 주행하는 기능을 수행하는 메커니즘 개발에 있어서 생체모방 기술을 적용한 내용을 다룬다.
  • 활선 작업환경을 분석하기 위하여 전력연구원 배전기자재실험실에서 기성 드론을 이용하여 활선시험을 수행하였다. 시험환경은 345 kV 현수애자련에 345 kV를 가압하고 기성 드론 2대를 비행시켜 활선 상태에서 실제 접근 가능 거리, 접지부에 접촉했을 때 안전성과 고압전선부(가압부)에 접촉했을 때의 안전성을 확인하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
생체모방형 로봇기술이란? 생체모방형 로봇기술은 살아있는 유기체에서 영감을 얻어 복잡한 작업에 최적화된 로봇 메커니즘을 개발하려는 기술로, 새의 움직임을 모사한 연구는 아직 많지 않지만 대표적 사례로 스위스 로잔공과대학에서 박쥐를 모방하여 날 수도 땅위를 걸을 수도 있도록 개발한 Fig. 6과 같은 생체모방형 드론을 들 수 있다 [11].
전력선로 점검용 로봇은 어떻게 구분되어 구분되어 개발되고 있는가? 전력선로 점검용 로봇은 크게 전력선을 직접 타고 가면서 설비를 정밀 점검하거나 유지보수를 수행하는 라인탐상 로봇과, 전력선로를 따라 일정거리를 떨어져서 비행하면서 설비를 카메라로 점검하는 비행로봇으로 구분되어 개발되고 있다.
도보 순시와 유인 헬기 순시로 점검 작업의 단점은? 선로 사고를 예방하기 위해서 전력선로를 주기적으로 점검할 필요성이 있으며, 일반적으로 도보 순시와 유인 헬기 순시로 점검 작업을 수행하고 있다. 하지만, 도보 순시는 인력에 의한 육안 점검으로 고전압, 고소의 전력선에 대한 접근 한계로 시야 확보가 어렵고, 유인 헬기는 50 Km/h의 고속 비행으로 인해 점검결과의 정확성이 낮고 계절 및 지역에 따라 운영하기 어려운 경우도 많다.
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참고문헌 (11)

  1. N. Pouliot and S. Montambault, "Geometric Design of the LineScout, a Teleoperated Robot for Power Line Inspection and Maintenance", IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 3970-3977, 2008. 

  2. N. Pouliot and S. Montambault, "LineScout Technology: From Inspection to Robotic Maintenance on Live Transmission Power Lines", IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 1034-1040, 2009. 

  3. N. Pouliot, D. Mussard and S. Montambault, "Localization and Archiving of Inspection Data Collected on Power Lines Using LineScout Technology", International Conference on Applied Robotics for the Power Industry, pp. 197-202, 2012. 

  4. P. Debenest, M. Guarnieri, K. Takita, E. F. Fukushima, S. Hirose, K. Tamura, A. Kimura, H. Kubokawa, N. Iwama and F. Shiga, "Expliner-Robot for Inspection of Transmission Lines", IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 3978-3984, 2008. 

  5. P. Debenest and M. Guarnieri, "Expliner-From Prototype Towards a Practical Robot for Inspection of High-Voltage Lines", International Conference on Applied Robotics for the Power Industry, 2010. 

  6. H. Wang, F. Zhang, Y. Jiang, G. Liu and X. Peng, "Development of an Inspection Robot for 500kV EHV Power Transmission Lines", IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 5107-5112, 2010. 

  7. B. Wang, L. Han, H. Zhang, Q. Wang and B. Li, "A Flying Robotic System for Power Line Corridor Inspection", IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, pp. 2468-2473, 2009. 

  8. B. Wang, X. Chen, Q. Wang, L. Liu, H. Zhang and B. Li, "Power Line Inspection with A Flying Robot", International Conference on Applied Robotics for the Power Industry, 2010. 

  9. J. I. Larrauri, G. Sorrosal and M. Gonzalez, "Automatic System for Overhead Power Line Inspection using an Unmanned Aerial Vehicle - RELIFO Project -", International Conference on Unmanned Aircraft Systems, pp. 244-252, 2013. 

  10. L. F. Luque-Vega, B. Castillo-Toledo and A. Loukianov, "Power Line Inspection Via an Unmanned Aerial System Based on the Quadrotor Helicopter", IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference, pp. 393-397, 2014. 

  11. L. Daler, S. Mintchev, C. Stefanini and D. Floreano, "A Bioinspired Multi-modal Flying and Walking Robot", Bioinspiration & Biomimetics, Vol.10, No. 1, 2015. 

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