試析變電站無人機巡檢技術發(fā)展趨勢

黃海耀

摘要：本次研究對巡檢機器人、無人機發(fā)展情況分析后，對巡檢機器人、無人機應用情況加以對比，對變電站無人機巡檢具體情況實行芻議，主要實行正常巡檢、故障巡檢、特殊巡檢。最后對未來變電站無人機巡檢技術發(fā)展趨勢進行探討，旨在變電站合理運用無人機巡檢技術及無人機，朝著智能的方向不斷提高無人機巡檢工作的質(zhì)量。

關鍵詞：變電站;無人機;巡檢技術;發(fā)展

變電站設備巡檢機器人運行期間，容易發(fā)生點位偏差問題、標記讀數(shù)失誤問題、測溫不準確問題等，因變電站電場磁場的強度非常大、設備分布情況比較密集，因而對于無人機抗電磁能力、距離拍攝能力相關標準會比較高，所以建議有效應用無人機巡檢技術處理，充分發(fā)揮出該項技術的應用價值，從而實現(xiàn)變電站設備巡檢的最佳效果[1]。

一、巡檢機器人、無人機發(fā)展情況分析

20世紀60年代末研究了移動機器人、制出自主移動機器人，2005年11月長青變電站巡檢機器人樣機投入運營，可為無人機值守變電站應用提供技術方面的支持。變電站巡檢機器人使用的時間段，國內(nèi)外理論、應用研究方面均獲得了較好發(fā)展前景，而且在我國數(shù)個電站得到很好的運用。無人機經(jīng)歷了萌芽階段，1935年無人機的出現(xiàn)，促進了無人機的良好發(fā)展;發(fā)展階段1982年無人機、有人機協(xié)作，在海灣戰(zhàn)爭中取得了較好的效果，因而被不同國家軍事高層所關注、接受;蓬勃階段21世紀初研制了迷你無人機，在機型小、性能穩(wěn)定方面的優(yōu)勢突出。當前，無人機在變電站巡檢中運用， 研究出了無人機自動巡檢功能、圖像識別在線檢測功能，經(jīng)訓練智能診斷系統(tǒng)構建了變電站無人機作業(yè)管理、相關技術標準，無人機巡檢時能提高整體工作效率，逐漸取替人工作業(yè)、降低工作人員的工作量。

二、巡檢機器人、無人機應用情況的對比

其一，常規(guī)敞開式500kV變電站全站巡視點位接數(shù)量在5800個左右，一般來講有500kV區(qū)域、主變區(qū)，以及220kV區(qū)域、35kV幾種可見光巡視。巡檢機器人機身比較大，而這也是使其行動不靈活的基本原因，正常行駛的速度為每秒0.5m，需實行全站巡視、花費較多時間，且巡視的效率不會很高。無人機機身小且輕便，可以保證飛行的靈活性，故而能提升整體巡視的效率[2]。

其二，巡檢機器人執(zhí)行任務前，位置狀態(tài)有一定的偏差，巡檢機器人運行一段時間初始位置狀態(tài)偏差比較大，這時偏離預先設定路徑問題會逐漸暴露出來。這時容易發(fā)生駛?cè)氲缆愤吘墶?cè)翻、機器人受損等情況，同時卡在高壓場地某一區(qū)域來回移動，調(diào)整路徑不成功的概率非常高，這就要求值班工作人員以推動機器人返回充電的方式處理[3]。同時不能進行定位處理，因此無法拍攝設備相關圖片，盡快順利實施相關巡檢工作。巡檢機器人運動空間為二維平面的模式，使用無人機能獲得三維立體的模式，無人機地面基站系統(tǒng)構建變電站電子地圖的同時，變電站全部設備巡視點位、飛行空間構建數(shù)據(jù)庫，在人機運行期間和數(shù)據(jù)庫保持通信的狀，這時可借助高精度導航定位技術、視覺導航定位功能的作用導航。除此之外，無人機技術動態(tài)定位的效果較好，便于精準的獲取變電站相關位置坐標情況，采取無人機地面基站的方式加以控制，通過無人機巡視措施科學設置無人機自主航航路線，無人機飛行的速度非常快，上下飛行方便、架構和避雷針會結(jié)合巡檢路線連續(xù)飛行，可以嚴格控制實際作業(yè)的時間并保證整體巡檢的質(zhì)量。

其三，巡檢機器人表計讀數(shù)可見主變油位、油溫，以及繞組溫度等，運行期間機器人鏡頭精度、對焦和距離等因素影響下，不能有效識別拍攝圖片讀數(shù)，這時容易出現(xiàn)報警錯誤的現(xiàn)象。采用的無人機因具備可見光攝像頭，表計刻度不是很清晰，但安裝位置較高表計無人機可對攝像頭的高度、表計距離加以合理調(diào)節(jié)，確保攝像頭和表計為垂直的狀態(tài)，便于降低誤差問題的發(fā)生[4]。

其四，巡檢機器人紅外測溫情況，容易受到較多因素所影響，比方說：鏡頭精度因素、對焦因素、距離因素、角度因素等。參照變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)運行相關規(guī)定，對主變大型設備提出具體要求，比如：以正背面、左右面巡檢，主要檢查的重點為主變是否發(fā)生漏油、破損，以及銹蝕和測溫異常等情況。針對隔離開關來講，建議實行≥2個方向外觀的拍攝、紅外測溫。不足：巡檢機器人場地而為平面行駛，高位置設備紅外測微設備保持上仰的狀態(tài)，測溫<設備實際溫度，無法保證測溫結(jié)果的準確性。無人機紅外測溫存在三維立體，可轉(zhuǎn)變二維空間限制全方位沒有死角測溫情況，且測溫的速度非常快、測溫的范圍比較大，便于在第一時間了解設備存在的缺陷，使得設備運行更加可靠，按相關標準進行測溫即可。

三、變電站無人機巡檢具體情況芻議

（一）正常巡檢情況

和以往人工方式巡檢實行比較，無人機搭載高清攝像頭可在數(shù)分鐘內(nèi)，對某一導線/基桿塔進行全面巡檢，同時于重要位置進行拍攝，如此一來能夠更好的掌握輸電導線、地線，以及桿塔和附屬設施相關狀況。

（二）故障巡檢情況

結(jié)合故障信息，確定重點巡檢區(qū)域、巡檢位置，無人機的運用能夠準確找到故障位置、了解異常狀況。以往人工故障巡檢過程中，會使用望遠鏡觀察變電站相關狀況，如果為設備表面則需上到桿塔進行巡檢，對工作人員的生命安全會造成一定的影響。采用無人機故障巡檢，能在故障范圍內(nèi)近距離以不同的角度觀察設備缺陷、異常區(qū)域，從而減少巡檢的時間，及時觀察到輸電設備放電點情況[5]。

（三）特殊巡檢情況

如果遇到氣溫驟變、雨雪、地震、線路負荷較大變化的狀況，可通過無人機進行線路區(qū)段、部件巡檢，如：使用四旋翼無人機掛載專用紅外測溫儀，不需人工登桿塔實行紅外測溫操作，同時有助于降低人工因素影響所致測溫取點偏差的可能性。

四、未來變電站無人機巡檢技術發(fā)展趨勢探討

無人機變電站巡檢階段得到了廣泛應用，按電網(wǎng)相關規(guī)劃來看2021年能夠朝著機器巡為主、人工巡檢為輔的方向轉(zhuǎn)變，從而達到智能化和可視化的巡檢需要。變電站中無人機巡檢技術的應用，利于獲得智能巡檢的效果，當前聯(lián)系無人機巡檢技術發(fā)展情況來看，需對無人機自動巡檢功能、圖像識別在線檢測、神經(jīng)網(wǎng)絡訓練智能診斷等方面加以優(yōu)化，進而滿足變電站無人機巡檢運行管控的相關需要，促進電力環(huán)保、綠色巡檢的整體發(fā)展[6]。

結(jié)語：供電企業(yè)日常工作變電站巡檢工作，需投入大量的人力資源、物力資源支持，對于工作人員的相關要求越來越高.為提高巡檢工作的整體效率、減輕工作人員的壓力，建議在變電站適宜無人機巡檢技術，旨在發(fā)揮出巡檢技術、無人機的作用，降低人工因素所造成的不良影響，進而促進無人機巡檢技術的良好發(fā)展。

參考文獻

[1]丘榮中.變電站無人機巡檢技術的發(fā)展探討[J].機電信息，2019，000（030）：93-94.

[2]吳凱東，繆希仁，劉志穎，等.基于泛在物聯(lián)的輸電線路智能巡檢技術綜述[J].電器與能效管理技術，2020，000（003）：1-7.

[3]禹海斌，唐偉，杜治興，等.基于無人機變電站電力系統(tǒng)巡視飛控系統(tǒng)的設計[J].電子設計工程，2019，27（19）：49-52.

[4]劉竹.無人機巡檢輸電線路技術的應用探析[J].數(shù)碼設計（上），2019，000（012）：179-180.

[5]魯杰.無人機技術在智能電網(wǎng)中的典型應用及發(fā)展趨勢[J].中國科技投資，2020，000（003）：57-59.

[6]謝振博.分析無人機巡檢輸電線路技術及應用實踐[J].通信電源技術，2020，037（005）：154-155.

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