试析变电站无人机巡检技术发展趋势

黄海耀

摘要：本次研究对巡检机器人、无人机发展情况分析后，对巡检机器人、无人机应用情况加以对比，对变电站无人机巡检具体情况实行刍议，主要实行正常巡检、故障巡检、特殊巡检。最后对未来变电站无人机巡检技术发展趋势进行探讨，旨在变电站合理运用无人机巡检技术及无人机，朝着智能的方向不断提高无人机巡检工作的质量。

关键词：变电站;无人机;巡检技术;发展

变电站设备巡检机器人运行期间，容易发生点位偏差问题、标记读数失误问题、测温不准确问题等，因变电站电场磁场的强度非常大、设备分布情况比较密集，因而对于无人机抗电磁能力、距离拍摄能力相关标准会比较高，所以建议有效应用无人机巡检技术处理，充分发挥出该项技术的应用价值，从而实现变电站设备巡检的最佳效果[1]。

一、巡检机器人、无人机发展情况分析

20世纪60年代末研究了移动机器人、制出自主移动机器人，2005年11月长青变电站巡检机器人样机投入运营，可为无人机值守变电站应用提供技术方面的支持。变电站巡检机器人使用的时间段，国内外理论、应用研究方面均获得了较好发展前景，而且在我国数个电站得到很好的运用。无人机经历了萌芽阶段，1935年无人机的出现，促进了无人机的良好发展;发展阶段1982年无人机、有人机协作，在海湾战争中取得了较好的效果，因而被不同国家军事高层所关注、接受;蓬勃阶段21世纪初研制了迷你无人机，在机型小、性能稳定方面的优势突出。当前，无人机在变电站巡检中运用， 研究出了无人机自动巡检功能、图像识别在线检测功能，经训练智能诊断系统构建了变电站无人机作业管理、相关技术标准，无人机巡检时能提高整体工作效率，逐渐取替人工作业、降低工作人员的工作量。

二、巡检机器人、无人机应用情况的对比

其一，常规敞开式500kV变电站全站巡视点位接数量在5800个左右，一般来讲有500kV区域、主变区，以及220kV区域、35kV几种可见光巡视。巡检机器人机身比较大，而这也是使其行动不灵活的基本原因，正常行驶的速度为每秒0.5m，需实行全站巡视、花费较多时间，且巡视的效率不会很高。无人机机身小且轻便，可以保证飞行的灵活性，故而能提升整体巡视的效率[2]。

其二，巡检机器人执行任务前，位置状态有一定的偏差，巡检机器人运行一段时间初始位置状态偏差比较大，这时偏离预先设定路径问题会逐渐暴露出来。这时容易发生驶入道路边缘、侧翻、机器人受损等情况，同时卡在高压场地某一区域来回移动，调整路径不成功的概率非常高，这就要求值班工作人员以推动机器人返回充电的方式处理[3]。同时不能进行定位处理，因此无法拍摄设备相关图片，尽快顺利实施相关巡检工作。巡检机器人运动空间为二维平面的模式，使用无人机能获得三维立体的模式，无人机地面基站系统构建变电站电子地图的同时，变电站全部设备巡视点位、飞行空间构建数据库，在人机运行期间和数据库保持通信的状，这时可借助高精度导航定位技术、视觉导航定位功能的作用导航。除此之外，无人机技术动态定位的效果较好，便于精准的获取变电站相关位置坐标情况，采取无人机地面基站的方式加以控制，通过无人机巡视措施科学设置无人机自主航航路线，无人机飞行的速度非常快，上下飞行方便、架构和避雷针会结合巡检路线连续飞行，可以严格控制实际作业的时间并保证整体巡检的质量。

其三，巡检机器人表计读数可见主变油位、油温，以及绕组温度等，运行期间机器人镜头精度、对焦和距离等因素影响下，不能有效识别拍摄图片读数，这时容易出现报警错误的现象。采用的无人机因具备可见光摄像头，表计刻度不是很清晰，但安装位置较高表计无人机可对摄像头的高度、表计距离加以合理调节，确保摄像头和表计为垂直的状态，便于降低误差问题的发生[4]。

其四，巡检机器人红外测温情况，容易受到较多因素所影响，比方说：镜头精度因素、对焦因素、距离因素、角度因素等。参照变电站智能机器人巡检系统运行相关规定，对主变大型设备提出具体要求，比如：以正背面、左右面巡检，主要检查的重点为主变是否发生漏油、破损，以及锈蚀和测温异常等情况。针对隔离开关来讲，建议实行≥2个方向外观的拍摄、红外测温。不足：巡检机器人场地而为平面行驶，高位置设备红外测微设备保持上仰的状态，测温<设备实际温度，无法保证测温结果的准确性。无人机红外测温存在三维立体，可转变二维空间限制全方位没有死角测温情况，且测温的速度非常快、测温的范围比较大，便于在第一时间了解设备存在的缺陷，使得设备运行更加可靠，按相关标准进行测温即可。

三、变电站无人机巡检具体情况刍议

（一）正常巡检情况

和以往人工方式巡检实行比较，无人机搭载高清摄像头可在数分钟内，对某一导线/基杆塔进行全面巡检，同时于重要位置进行拍摄，如此一来能够更好的掌握输电导线、地线，以及杆塔和附属设施相关状况。

（二）故障巡检情况

结合故障信息，确定重点巡检区域、巡检位置，无人机的运用能够准确找到故障位置、了解异常状况。以往人工故障巡检过程中，会使用望远镜观察变电站相关状况，如果为设备表面则需上到杆塔进行巡检，对工作人员的生命安全会造成一定的影响。采用无人机故障巡检，能在故障范围内近距离以不同的角度观察设备缺陷、异常区域，从而减少巡检的时间，及时观察到输电设备放电点情况[5]。

（三）特殊巡检情况

如果遇到气温骤变、雨雪、地震、线路负荷较大变化的状况，可通过无人机进行线路区段、部件巡检，如：使用四旋翼无人机挂载专用红外测温仪，不需人工登杆塔实行红外测温操作，同时有助于降低人工因素影响所致测温取点偏差的可能性。

四、未来变电站无人机巡检技术发展趋势探讨

无人机变电站巡检阶段得到了广泛应用，按电网相关规划来看2021年能够朝着机器巡为主、人工巡检为辅的方向转变，从而达到智能化和可视化的巡检需要。变电站中无人机巡检技术的应用，利于获得智能巡检的效果，当前联系无人机巡检技术发展情况来看，需对无人机自动巡检功能、图像识别在线检测、神经网络训练智能诊断等方面加以优化，进而满足变电站无人机巡检运行管控的相关需要，促进电力环保、绿色巡检的整体发展[6]。

结语：供电企业日常工作变电站巡检工作，需投入大量的人力资源、物力资源支持，对于工作人员的相关要求越来越高.为提高巡检工作的整体效率、减轻工作人员的压力，建议在变电站适宜无人机巡检技术，旨在发挥出巡检技术、无人机的作用，降低人工因素所造成的不良影响，进而促进无人机巡检技术的良好发展。

参考文献

[1]丘荣中.变电站无人机巡检技术的发展探讨[J].机电信息，2019，000（030）：93-94.

[2]吴凯东，繆希仁，刘志颖，等.基于泛在物联的输电线路智能巡检技术综述[J].电器与能效管理技术，2020，000（003）：1-7.

[3]禹海斌，唐伟，杜治兴，等.基于无人机变电站电力系统巡视飞控系统的设计[J].电子设计工程，2019，27（19）：49-52.

[4]刘竹.无人机巡检输电线路技术的应用探析[J].数码设计（上），2019，000（012）：179-180.

[5]鲁杰.无人机技术在智能电网中的典型应用及发展趋势[J].中国科技投资，2020，000（003）：57-59.

[6]谢振博.分析无人机巡检输电线路技术及应用实践[J].通信电源技术，2020，037（005）：154-155.

国网福建省电力有限公司检修分公司 350001