智能巡检无人机在变电站巡视中的应用

余亮亮 赵莹 艾则孜江·加帕尔 高梁学

摘要：随着城市的快速发展，乌鲁木齐市所建变电站的数量日益增多，一百多座变电站的巡视工作量日益繁重。目前对于变电站内高空金具的检查主要依靠人工巡视，通过望远镜进行检查，对一些不易发现的缺陷巡视较为空困难。对此，国网乌鲁木齐供电公司利用智能巡检无人机进行变电站内高空金具的巡视，并在国网乌鲁木齐供电公司220千伏老满城变电站进行测试应用，并取得较好效果。

关键词：无人机;智能巡检;变电站巡视

引言

随着科学技术的进步以及人工智能计算的飞速发展，各种输变电系统工程日趋大规模、复杂化，一些新高压等级、新技术的大量应用，促使传统巡检运行方式、操作方法面临着巨大的挑战[1]。当前较为主流的巡检管理系统大多数仍然需要人工来实现，效率低下，工作量较大，而且工作上容易出错，未来阶段如何有效巡检高压电网运行，采用新技术、新手段以降低输变电工程中值班人员的工作负担，有效保证设备的正常运行，是十分重要的问题。目前智能巡检机器人为各个领域的巡检提供了一种全新的方式。这种带有人工智能技术的机器人，减少了人力的投入，同时减少了巡检工作人员的危险系数，安全性能大大提高，使整个输变电工程巡检的自动化、电子化性能发展得到普遍应用的趋势[2]。

同时，随着通用航空技术的普遍发展，尤其是无人机技术的日趋完善，以无人机为平台，地面监测设备为支撑的输电线路巡检系统由于其覆盖范围广，效率与可靠性高，低风险与低成本越来越受到关注[3]。

对于变电站而言，为了提高变电站巡视效率，智能巡检机器人得到广泛应用，但是对于变电站中位置较高的金具，依旧需要靠人工进行，且并不能及时发现缺陷。因此针对变电站内金具巡视，提出了利用无人机完成对变电站内金具的巡视检查，并结合220千伏老满城变电站进行测试应用。

1测试相关案例

2020年07月03日，国网乌鲁木齐供电公司老满城变电运维班应用智能巡检无人机对220千伏老满城变电站进行设备巡视工作，当天测试环境：温度33.5℃，相对湿度53.85%，天气晴，风速2级，下发的巡检任务是：在220千伏老满城变电站110千伏户外设备区开展无人机特殊巡视，对该区域线路、母联等间隔设备进行高空巡检，利用可见光拍摄检查一次设备。巡检工作结束后，运维人员在检查无人机巡视结果时，发现3处连接螺栓开口销从碗头中脱落，分别位于110kV满九一线1563间隔线路避雷线与站内龙门架连接处、110kV母联11502隔离开关C相与110kV满园线15623隔离开关线路侧C相绝缘子与出线龙门架连接处。

经核查巡视结果，根据PMS系统主网缺陷标准库定义，此3处悬式绝缘子连接螺栓螺母紧固，未出现明显松脱迹象，暂不影响运行，判断为一般缺陷。

2检测分析方法

智能巡检无人机在巡检过程中利用高空可见光拍摄技术，得到10kV满九一线1563间隔线路避雷线与站内龙门架连接处、110kV母联11502隔离开关C相与110kV II母母线龙门架连接处、110kV满园线15623隔离开关线路侧C相绝缘子与出线龙门架连接处悬式绝缘子连接螺栓开口销脱落的照片。

该设备缺陷已录入PMS系统，如下图1所示。

根据PMS系统主网缺陷标准库定义，此3处高空金具缺陷属于一般缺陷，消除该缺陷需要将关联一次设备陪停后方可进行处理。在处理之前，运维人员需对3处悬式绝缘子连接螺栓加强跟踪检查，密切关注缺陷发展情况，并进行前后图片对比，防止情况进一步恶化。

3结论

实践证明智能巡检无人机具有操控灵活、可多角度调节视角等特点，可对变电站设备从不同空间角度进行巡视检查，能够在降低运维人员巡视工作强度的基础上，有效提高高空金具类设备缺陷检出率，防止因人员疏忽、技能欠缺、巡视角度限制等情况造成的缺陷未及时发现现象。

在此次无人机巡检结果分析过程中发现，无人机拍摄的可见光照片存在部分照片光线较暗、较难辨识等问题，分析原因为拍摄时间在正午时段，受太阳光线较强影响，导致拍摄效果不佳。在后期无人机试飞过程中，将对无人机巡视路线和巡检时段进行优化，选择合适的天气状况和时段开展巡视作业，做到设备巡视全覆盖、更优化。

通过此次巡检任务中，一方面对无人机在变电站内进行自主巡视的可靠性和安全性进行了进一步的验证，另一方面，在智能巡检无人机巡视结束后，由运维人员及时查看数据并认真分析数据结果，对异常现象进行人工复核，对设备缺陷及时进行上报和跟踪巡视，对今后的变电站無人机巡检收集了宝贵的巡检经验。

参考文献

[1]蔡焕青， 邵瑰玮， 胡霁， 等. 变电站巡检机器人应用现状和主要性能指标分析[J]. 电测与仪表， 2017， 54（14）：117-123

[2] 罗宇亮，沈洁.智能机器人巡检系统在输变电工程中的应用研究[J/OL].电测与表：1-7[2020-09-12].

[3]黄慧杰， 詹斌. 小型无人机在电力线路巡检中的技术应用[J]. 电工技术， 2017（11）：100-101+105.