探析无人机在变电运维工作中的应用

陶洳桦

摘要：随着社会经济的发展，电力需求的增加，电网的安全运行关系到了国计民生。变电站作为电网的枢纽，它的运行质量直接影响整个电网。为了保证电网的稳定可靠运行，变电运维人员定期对变电站设备进行巡视维护。但是，有些地方使用人工费时费力，甚至无法完成。所以需要新材料和新技术的支撑。随着无人机技术的发展，在变电运维工作中的应用得到落实，大大提高电力系统自动化程度，同时减少运维人员劳动强度，提高设备巡检质量。

关键词：无人机 变电站 运维

引言

随着科技的发展，自动化程度的提高，变电站无人值班模式在系统中广泛推广。在变电站逐渐增多，工作量加大，运维人员不变的情况下，传统的巡视任务很容易使部分巡视人员产生厌烦心理，导致巡检工作不到位。变电站无人值班模式，在一定程度上还存在因无人在现场及时监视、巡视而带来的一系列问题，甚至留下安全运行隐患。随着无人机技术的深化应用，无人机应用到变电站巡检中可以大大提高变电巡视和维护的速度，代替人工巡视，使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成，确保了电网安全。而且还可以将运维人员从繁重的巡视工作中解放出来，投入到运检一体化和设备诊断分析工作中，从而提高运维工作效率，本文就无人机在变电运维工作中设备巡检及实际应用进行探析。

一、无人机介绍

无人机全称“无人驾驶飞机”，英文缩写”UAV，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机最早出现在20世纪20年代，主要应用在军事领域。在第二次世界大战、越南战争、海湾战争等战役中，无人机开始崭露头角，执行侦察、情报收集、跟踪和通讯等任务。海湾战争之后，无人机技术飞速发展，应用范围由原来的军sha事领域扩展到了警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等民用行业。

二、变电站运维工作中无人机应具备的功能

2018年9月，世界海关组织协调制度委员会（HSC）第62次会议决定，将无人机归类为“会飞的照相机”。在电力系统中，无人机将结合变电运维工作的需求，必须具备以下功能：

1、要具备图像采集分析功能。由于无人机需要搭载了多项检测设备，例如：可见光CCD、红外热成像仪。可见光CCD用于采集可见光图像，进而设备实现外观检查，发现设备的异物悬挂，设备锈蚀等异常现象。红外热成像仪用来能记录设备的实际位置，比如油位计位置、表计读数等。另外，红外热成像对设备的发热缺陷捕捉非常灵敏，能够通过红外线测温来明确设备温度是否异常发热。

2、要具备无线传输功能。在采集到视频信号和音频信号后，必须首先进行智能预处理，并将信号传输给变电监控中心。另外，无人机也会接收来自监控中心的各种指令，所以无人机应与监控中心时刻保持无线通讯及传输功能状态。

3、要具备视觉导航定位功能。无人机按照视觉导航预先规划好行进轨迹。当无人机到达指定位置后，它就会实施可见光CCD旋转、红外线角度调节、电气仰俯角度调整等等动作，保持最佳设备拍摄位置。实现“会飞的照相机”功能。

三、变电站无人机巡检需要注重的几个方面

1、安全性研究。变电站、特别是常规变电站，各种高压设备布局复杂。如何保证其在空间狭小的高压带电场所内安全飞行是一个急需解决的问题。目前基本思路是在无人机的巡视线路上规避风险。

2、精准定位与控制技术研究。精准控制无人机具有至关重要的意义。精准控制技术直接影响无人机顶层功能的实现，比如，自动充电功能、避障功能等。目前无人机采用GPS技术和超声波技术进行定位，但是，这两种技术均存在误差。可以借鉴无人驾驶汽车的相关技术来发展无人机的定位技术。采用北斗卫星定位系统完善无人机精准定位与控制技术。

3、续航能力研究。目前无人机的电池续航是发展的瓶颈。其主要问题有：充电时间长短、容量大小、重量轻重、使用寿命长短等等。电池的充电时间和容量直接影响无人机的便携性，体积和重量则限制它的搭载能力。但是，随着新能源的崛起，解决电池续航能力只是时间问题。

四、无人机在变电站运维工作中的应用

1、定期巡检变电站设备。通过无人机来实现变电站日常巡视工作，将运维人员从繁重的巡视工作中解放出来，从很大程度上减少了人力，并节省了大量时间。主要是通过机器自身视觉、无线通讯与人工智能功能来实现自主规律性巡检，达到提高变电站巡视工作自动化与工作效率的目的。这个应用是迄今为止，变电运维工种的一个飞跃性发展。多个省目前都已经完成了这项改革。

2、有目的性的排除巡视死角。人工巡视一般是由设备的下方向上方观察。而高处及设备的上方是巡视的死角。一次设备连接引线断股、设备上部的螺丝锈蚀、避雷针顶端锈蚀等是我们无法用人工巡视肉眼观察到的。通过无人机搭载可见光CCD，便可对巡视死区一览无遗，360度全覆盖。减少了大量停电排查工作和不必要的停電工作。提高了设备的可靠性。

3、异物清障。变电站中，特别是离居民区较近的变电站，经常有风筝、塑料薄膜等异物刮落至设备及导线上，以及经常有鸟类在设备构架上筑窝。可能引起设备短路，造成停电事故。无人机搭载火焰喷射装置，通过远程遥控即可在带电情况下，采用燃烧的方法快速清除异物，不必再申请对设备停电，便可以进行处理。

五、结束语

电网是一个结构复杂，对可靠性要求特别高的电力系统，它运行的安全性与稳定性将会关系到国计民生，所以需要新材料和新技术的支撑。变电站为电力系统的主要环节之一，无人机在电力变电运维中具有十分重要的意义，将大大提高电力系统自动化程度，同时减少运维人员劳动强度，提高设备巡检质量。随着维护工作需求的不断提升，我们还需要结合无人机的特点，借鉴并吸取其他行业的先进技术和经验，从而促进电力行业的技术进步。科学技术的发展给我们带来的不只是生活方式的改变，更多的是传统观念的提升与转变。只要我们大胆去设想，那未来才会更加值得我们期待，朝美好的方向发展。

参考文献

[1]汤明文，戴礼豪，林朝辉等，无人机在电力线路巡视中的应用。中国电力，2013，46（3）：35-38

[2]秦博，王蕾。无人机发展综述。J。飞航导弹，2002，12（8）：4-9