浅谈无人机在运行人员日常工作中的应用

黄 荣

（广东电网有限责任公司梅州供电局）

0 引言

就目前而言，无人机在变电运行方面的应用主要集中在日常巡视、红外测温、防风防汛特巡、高温高负荷特巡、运行设备数据量化巡视、隐患排查等方面的应用，形成了人巡与机巡相结合的巡视新局面，本文仅浅谈无人机在运行人员日常工作中的应用［1-2］。

1 无人机的应用现状及航线覆盖和使用存在的问题

无人机与激光雷达所建的三维模型，在实际工作过程中为我们巡维人员的维护工作提供了不少便捷例如：（1）变电站面积的测算，在变电站绿化施工的结算中，可以节省去现场核实绿化面积的人力，可直接在对应的变电站模型计算该站的绿化面积，节省测算时间［3］。（2）在变电站的综改扩建方面也发挥着重要作用，通过提前利用模型分型变电站的布局、结构，提前全面思考风险点，例如大型器械进场，使现场勘查更有针对性［4］。（3）变电站的隐患排查，如排查设备间距等。随着无人机的加入，运行人员相对细小繁琐的工作得到有效减负，从而使得将注意力更加集中在安全生产［5］。

但是我们对于利用无人机进行的巡视，却有些没有达到我们想要的预期。

1.1 目前无人机巡视中存在的短板

变电站建模是通过无人机倾斜摄影与激光雷达相结合，利用大疆制图构建的三维模型。再通过慧航云进行航线规划，最终得到了我们的巡视航线。

巡视航线分为日常巡视航线、红外测温航线、防风防汛特巡航线、高温高负荷特巡航线、运行设备数据量化巡视航线、隐患排查航线。虽然覆盖全面，但是仍有瑕疵。

1.2 日常巡视存在的问题

目前变电站日常巡视航线主要是对各个间隔的设备的拍照，通过无人机用不同的角度对设备进行拍照而后进行人工的数据分析，对设备运行情况的判断及隐患、缺陷的排查。

但是根据变电站的常规人巡的经验分析，仅仅是对设备的日常巡视是不够充分的，大都无法根据设备间隔照片对变电站环境的评估。

1.3 红外测温巡视航线存在的问题

红外测温的巡视航线，以南网科技公司提供的红外巡视航线为例，采用的是对变电站同一电压等级的同类设备的拍照，这样的航线规划结果就是将一个电压等级区域，同一间隔的设备割裂成几条航线，由几条航线的照片才能拼凑出一个间隔完整的红外测温结果。

这样的红外航线是存在弊端的，虽然规范了无人机巡视的航路，但是假如需要对某个单一间隔的设备进行特巡测温时，就会造成无人机的任务量冗余，从而致使无人机工作时间过长，考虑到无人机的电量、飞行时间，势必会导致失去对最大负荷时的监测。当前红外测温航线如图1所示。

图1 当前220kV某变电站红外测温的航线

1.4 特殊巡视航线存在的问题

根据《广东电网有限责任公司变电设备运维策略实施细则2022版》，无人机的特殊巡视应包括：防风防汛特巡及高温高负荷特巡。

对于防风防汛特巡航线：应由几个航线进行构成。一是对站内的建构筑物、门窗、排水沟的拍摄，另外需要加上对站外存在隐患的排查。我们的站外隐患排查航线存在规划难，系统难关联的问题，导致运行人员在航线规划时非常耗费时间。

高温高负荷巡视航线：在航线上需结合日常巡视航线、红外测温航线。对于高温高负荷的无人机巡视，现在更多的是对运行人员观测负荷变化情况的考量。所以对高温高负荷巡视航线的巡视其实隐藏的工作量也是巨大的。

1.5 山火隐患排查航线的缺失

每逢入秋以后，加上近年来的极端干旱天气，便是山火频繁发生的时间段，变电站周边的山火的发生也时刻影响我们的日常安全生产。应该结合变电站无人机巡视，对变电站周边的树木、站内绿化树木的茂密程度，防火带是否完善进行一个防山火的特殊巡视。

1.6 数据量化巡视航线存在的问题

运行设备数据量化巡视航线，现在处于一种尴尬的局面，对于变电站的大多数的压力值无法拍摄（空间受限），避雷器的监测仪无法拍摄（拍摄角度受限）。导致量化巡视航线的所拍摄的数据过少，无法完全实现机巡-人工分析的模式。

2 无人机的航线应做出如何调整

针对不同航线我们要做出不同的调整。

日常巡视航线：根据变电站的常规人巡的经验分析，仅仅是利用设备拍照进行日常巡视是不够充分的，还应该添加额外的规划任务，针对变电站的生产场所的拍摄点或航线，确保无人机根据航线任务所拍摄的照片更加贴合我们的熟悉的日常巡视。场地上的地陷如图2所示。

图2 220kV某变电站场地上发生的地陷

红外测温航线：需要对这样的红外航线做适当优化，虽然红外测温拍摄的点位较少，但是由于间隔数的叠加，红外航线的还是存在一个相对较长的飞行时间。如果采用“蛇形环绕”并且对红外测温区域在航线规划时，人为的进行切割，采用“三三制”一组，相邻的三个间隔归为同一红外测温航线上，形成一个蛇形绕飞的红外测温航线。在保证相同的测温效果的同时，对设备进行测温时更具选择性和时效性。可以选择合适的“蛇形路线”进行红外测温，从而杜绝因为飞行时间过长或航线过长导致无人机电池容量的不足，而错过对设备在高峰负荷时的红外测温如图3所示。

图3 优化后红外测温的路线

站外隐患排查航线：归纳为“丰”字、“米”字、“十”字航线，这些航线即可涵盖一般类的敞开式变电站周边500m范围内的隐患黑点（飘移物、简易棚架、广告牌、铁皮屋等）的排查，具体的做法是使用慧航云软件，在航线规划时，选择在所建模型的围墙上标记拍摄点，拍摄距离设置在99m，调整拍摄角度到-30°～-45°之间，这样的调整，可以确保我的无人机飞行的高度离变电站避雷针具有一定的裕度（220kV以下变电站避雷针一般不超过45m）又不会因为拍摄点的角度过大无法拍摄全面站外的漂浮物等隐患，加上围墙本身高度，那么我们在调整无人机的飞行轨迹时，可以充分调整无人机的拍摄路线。

对于被建筑物遮挡的区域，可以采用定点补拍的方式，在被遮拦区域上方垂直拍照，确保航线巡视没有死角。拍摄效果如图4所示。

图4 220kV某变电站站外隐患排查照片

高温高负荷特殊巡视航线：要精确对预期出现的月内、日内最高负荷的时间段进行高温高负荷特巡才具有实际意义。日后，可以在系统开放上，直接关联我们的运行设备的负荷曲线，给出提示来确保巡视的恰当时机。

山火隐患排查航线：是有别于站外漂浮物航线的。

防山火隐患排查的航线应是由无人机在变电站围墙上方（1～1.5m），沿着围墙方向进行拍摄，主要甄别的变电站周边树木的情况，对变电站周边的树木、站内绿化树木的茂密程度，防火带是否完善进行一个防山火的特殊巡视，以便及时反馈。

但是在执行防山火隐患排查航线之前，应先执行站外隐患排查航线，确保没有速生植物在航线上如图5所示。

图5 110kV某变电站防山火隐患排查照片

如何解决运行设备数据量化巡视航线：可由两个方面进行调整，一是定制的无人机需要优化无人机云台的拍摄角度，使得无人机可以仰拍，这样就可以拍摄部分避雷器检测仪。但无法解决压力值的拍摄问题。二是调整原本的表计仪表的位置，或是新增同类型的表计仪表安置在适合无人机拍摄的角度，专供无人机巡视使用。

3 无人机应用的结论分析

在无人机巡视之前，应双轨开展进行，判断无人机巡视航线是否可以安全巡视并涵盖人工巡视包含的各个要点。其次对固有的缺陷及新发现的缺陷判断运用无人机巡视时可否同样被发现。满足了这两个要点后才能保证无人机巡视具有切实的效果。并且在无人机巡视后应按照一定的周期对变电站进行细致的人工巡视。无人机巡视主要减轻了运行人员到各站的路程的时间及巡视维护抄录数据的时间。经过校验、完善后的航线既就是代替了我们运行人员的眼睛。

无人机缺陷和隐患的发现，照片的审核应由具有一定运行经验的人员担任，并且做好记录，才能有效发现缺陷判断情况，对于青年员要多培养他们的缺陷识别能力，多去现场熟悉设备，才能更加快速的胜任无人机数据分析的任务。例如成像差别不大的测温结果，可能是由于不同的原因引起，如图6、图7所示。

图6 散热片阀门未打开

图7 研判后由于树影遮挡导致测温异常

4 结束语

随着无人机技术的日益成熟，我相信在未来的智能巡视中必定有无人机巡视的一番天地。我们现在运行人员或多或少都会担心被智能巡视淘汰的一天。其实不然，要依靠运行人员扎实的基本功底才可以助力智能巡视。日后运行人员的巡视维护工作转向幕后，将精力集中在数据分析上，确保我们的变电站巡视维护工作的质量。