变电站无人机自动巡检技术应用

变电站无人机自动巡检技术应用

何军聪

     广西电网有限责任公司崇左供电局 广西崇左  532200

摘要：随着科技进步，在电力系统中常采用无人机自动巡检技术对变电站进行多角度、精细化、高效率巡检，为更好地完成电力巡检和建设规划任务。本文以变电站无人机自动巡检技术应用为研究对象。首先对无人机自动巡检技术进行了阐述，分析了无人机自动巡检技术的优势，并讨论了变电站无人机自动巡检技术应用。提高变电站运行的稳定性和安全性。

关键词：变电站；无人机自动巡检；技术应用

引言

随着我国现代化发展，无人机巡检技术在我国有着较为广泛的应用。在电力系统中，变电站的运行质量直接影响着电网系统的稳定性和安全性，电力巡检已经成为电力企业发展之中的重要工作之一。但是不可否认，按照常规的人工巡检的方式，需要耗费较多的时间，由于目前我国变电站的数量众多，部分变电站位置较为偏远，增加了巡维人员的巡视压力及交通风险。巡维人员巡视水平也参差不齐，巡检的质量得不到保证。为了提升电力系统巡检质量，人们将无人机技术以及智能技术应用于变电站巡检之中。依靠无人机所具有的高空飞行，远方操控等方面的优势，极大程度提升变电站巡检人员的工作质量与效率，同时也降低了人员伤亡风险。

1.无人机自动巡检技术概述

无人机巡检技术通过无人机中的传感设备自动巡检，可以提高巡检的效率和质量，且还具有成本低、安全性高、操作简单灵活、视野广等优势。目前，我国的电力巡检工作采取人机协同巡检工作模式，随着技术的发展与优化，今后无人机巡检技术将全方面代替人工成为电力巡检的重要支柱。应用无人机巡检技术的，可以避免因环境和地形因素导致的问题[1]。首先，在基于无人机进行电力安全检测工作时，可以消除极端生态环境对人们的威胁，大大提高工作安全性。其次，无人机可以随时进行巡检，大大提高了工作自动化水平和工作协调能力，无人机可以设置速度，在空旷的地方可设置最高可以每小时数十公里的速度飞出，远远超过人工步行速度，无人机进入设备区后可将速度调到1m/s使无人机平稳飞行，并且可以从多角度对设备进行数据采集，大大提高了巡视工作的效率，最后，配备智能检测设备的无人机能够最准确地对站内设备的各项指标进行巡检，发现隐患及缺陷，提高了巡检工作的质量。

2.变电站无人机自动巡检技术应用的优势

变电站的智能化、无人化已经成为目前的主要发展趋势，常规的人工巡检已经开始逐渐被无人机、摄像头等取代，其中无人机巡检的应用可弥补其他巡检方式的不足，具有广泛的应用前景。人工巡检方式劳动强度大、效率低，巡检数据信息化程度低，记录数据管理困难，巡检质量无法监督和保证，受人员素质影响大，人工对高空带电设备进行监测存在较大危险，同时无法实现对高、大设备的多视角巡检。摄像头虽然一定程度上可以降低人工巡检的强度，提高巡检作业的信息化程度，但巡视效率低，固定摄像头无法实现大量多点位布置，且两者均视角有限，只能实现低空区域、有限角度的监测，高空多角度巡视仍无法实现。无人机凭借高机动性、机身小巧灵活、精准悬停、垂直起降等优点，可对变电站设备进行近距离观察、全方位覆盖，消除其他巡检方式存在的视觉死角．实现对变电站的多角度、精细化、高效率地巡视．同时还能搭载多种传感器，并通过无线数据链路将巡检数据实时传输至处理终端分析，及时发现设备的缺陷，避免发生事故[2]。

3.变电站无人机自动巡检技术的应用

3.1变电站无人机自动巡检技术

变电站的巡检主要是为了了解设备运行状况，在发现异常后及时处置，确保设备安全稳定运行。在无人机自动巡检技术中识别缺陷是无人机的一项重要功能职责，也是所有工作的关键阶段。目前，变电站无人机自动巡检主要采用以下重要技术

3.1.1视觉检测技术

视觉检测技术的应用是通过使用监控摄像机进行的，无人机负责为摄像机提供服务平台。这部分属于无人机的必备机械设备，在日常无人机中经常看到监控摄像机。然而，用于站内设备安全检查的监控摄像机需要具有较高的清晰度和像素，以确保拍摄的图片和图像的质量，从而更好地检查变电站故障。无人机配备的监控摄像机也应与一定的传感器技术紧密结合，以便更清晰地对常见故障路径进行准确定位。

3.1.2激光传感器检测技术

激光传感器检测技术的应用是故障定位。激光技术可以实现角度测量仪和距离测量。配备无人机后，它可以扫描设备、读取数据，然后使用监控摄像机建立三维模型，从而识别常见隐患点。此外，还可以根据道路对象参考系统进行精确定位。

3.1.3红外感应和紫外线检测技术

红外感应技术经常被用作热成像设备，将外部事件的温差转换为图像数据。变电站设备引线接口松动、主变油温过高、负荷电流过大等情况时，设备会发热，因此在无人机上应用红外感应探测器可以帮助它发现这些常见隐患。使用紫外线仪可以检测出充放电过程中释放的紫外线光谱仪，然后检查异常路径。

3.2变电站无人机自动巡检模式

在变电站无人机自动巡检技术中具有众多的巡检模式，可分为设备巡检、安保巡视、隐患复查巡视、特殊巡视、定点细巡、安保巡逻、事故处理、程序化操作、灾害防治等。

3.2.1设备巡视

沿规划路径在设备间隔区采用可见光、红外光、紫外光等传感器开展巡检，主要为设备外观检查．变压器、互感器等设备本体及引线接头等是否有发热情况，开关、刀闸分合状态等。

3.2.2安保巡视

查看变电站周边有无飘挂物和安全隐患．检查高空设备是否有鸟巢、塑料袋等异物。

3.2.3特殊巡视

特殊天气过后，设备经过检修、改造或停运重新运行后，发生负载剧增、跳闸、系统冲击等异常情况后对设备开展特殊巡视，在发生设备异常时，为了避免停电或人身事故，借助无人机系统开展远方特巡进行分析判断．排除安全隐患，减少不必要的停电。

目前，不同企业制定的巡检模式各有不同．不具备大范围推广应用的条件，尚未形成统一的技术规范指导，技术标准和行业标准的制定工作有待进一步推进。变电站内设备多，分布广，空间分布错落有致，无人机虽然在技术上可以实现设备巡视、安保巡视等作业要求，但无人机需要导入航线，每条航线设置大量的航点，每一个航点还需在兼顾安全距离的前提下获得最佳的拍摄角度，对无人机导航控制提出了极高的要求，一旦无人机失控还会损坏带电设备。结合机器人巡视和无人机巡视各自的优势．发挥无人机对高空设备巡视无盲点的优势，合理选择预置航点，构建变电站联合巡视系统，将有效提高巡视效率和完整性。因变电站无人机巡视系统尚未大范围应用，巡检模式、数字体系化设计、数据流匹配关联等方面仍有待进一步研究[3]。

3.3变电站无人机自动巡检系统

无人机的巡检系统包含硬件系统、软件系统及通信链路，并且具备较高的自主化和智能化水平。硬件系统主要包括机巢和无人机，软件系统主要为机巢、无人机的管控系统。变电站无人机自主巡检系统基于通信技术、高精度定位技术、抗电磁干扰技术、避障技术等，配合先进的无人机集控系统，采用倾斜摄影、激光雷达扫描等技术建立变电站三维模型，进行自主规划航迹，实现全天候一键起降、自主飞巡。自主巡检系统可实现巡检计划自动执行、巡检过程完全自主、巡检数据规范存储自动分析、可视化报告自动生成，不需依赖人工现场作业，不需人工编写巡检报告，可极大提高巡检作业的标准化、精益化和智能化水平。无人机巡检系统功能的实现需要软硬件设备和技术的高效结合．目前尚处于试点开发阶段．路径规划算法、缺陷识别等关键技术尚需进一步攻克。

4.结语

综上所述，无人机自动巡检技术在电力系统安全检查中的应用非常重要。它不仅节省了大量人力资源，而且进一步提高了工作质量和效率。是完成电力工程系统自动化过程的关键途径。然而，该技术的快速发展仍处于初级阶段，必须在应用中逐步完善。

参考文献

[1] 冯乙峰，张方峥，陆运全，等.变电站接地装置的无人机自动巡检技术应用研究[J].电工技术，2022(20)：91-93.

[2] 汪杨凯，曾宏宇，赵然，等.变电站无人机自主巡检应用研究[J].电工技术，2021(16)：102-104.

[3] 徐海奇，吕翠芳，田壁源，等.无人机自主巡检在变电站中的应用研究[J].机电信息，2021(26)：30-31.