无人机在变电站高空验收的应用

无人机在变电站高空验收的应用

郑文新

广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516000

摘要：本文对比分析了变电站传统高空验收方法的不足，提出了采用无人机进行高空验收，制定了相应的飞行原则和具体实施方案，并通过避雷器验收实例展现了无人机在变电站高空验收的优势。

关键词：变电站；高空验收；无人机；方案

1引言

随着经济的飞速发展，中国南方电网有限责任公司强调把满足人民追求美好生活的电力需求作为公司一切工作的出发点和落脚点。220kV岚影输变电工程作为广东电网有限责任公司的重点项目，投产后将大大提高龙门片区的供电可靠性。为实现创建优质精品工程的目标，广东电网有限责任公司惠州供电局对施工过程的标准化、精益化管理提出了更高的要求，而变电运维单位参与整个变电站建设的验收已成为惠州供电局的一大特色。随着科技的不断发展，无人机在电力系统的各个领域得到了广泛的应用。为加快岚影输变电工程的建设，保证工程的验收质量，在验收过程中，探索利用无人机航摄技术辅助变电站高空验收，实现工程建设验收手段的创新。

2变电站高空验收现状

2.1传统验收方法的不足

变电站传统的高空验收采用人工攀爬和高空作业车验收，均存在不足，不满足高空验收的要求。人工攀爬验收存在：1）高空作业风险；2）构架上活动空间有限；3）需顾及人身安全隐患，存在大量验收盲区等不足。而高空作业车验收则存在：1）平台的活动空间受限；2）只能检查局部，无法掌握整体水平；3）时间成本耗费较大；4）人身风险等不足。目前这些不足并没有得到很好的改善。经济飞速发展，电网也相应的不断建设，而很多变电站的高空验收仍沿用这些方法。本文旨在探索利用无人机航摄技术辅助变电站高空验收，为工程建设提供新手段。

2.2无人机高空验收的优势

无人机具有成本低、便携、易操作等特点，利用其搭载相关设备，协同人工作业，可有效提高工作效率。目前，无人机在电力系统领域的电力线路规划[1]、自然灾害处理[2]以及输电线路巡视[3]中得到广泛应用。而在变电站，由于站内设备分布较为密集，电磁场强度较高，系统受电磁干扰风险较大。此外，无人机在变电站内的飞行还受到诸多因素影响，若无人机在飞行过程中失控坠落砸伤设备，甚至可能危及电网安全运行[4]。因无人机在变电站内的应用要求条件较高，无人机变电站巡视尚未大规模应用。

而在本文中，由于变电站处于建设阶段，设备尚未带电，因此无人机非常适合在变电站高空验收工作的应用，具有以下优点：

1）高机动性。能在高空及狭小的空间进行作业，在开阔地面飞行，检查构架绝缘子外观完整情况，反馈所需设备局部细节，以影像呈现出设备外观缺陷；

2）高质量成像。可采用彩色、黑白、红外、摄像技术拍摄空中影像数据，再通过计算机对图像信息加工处理，图片可达4K；

3）受限小。无人机能延伸至变电领域的其他生产业务，检查周边临时违建隐患，站外护坡隐患和排水情况；

4）验收速度快。节约大量验收时间，节约成本。

3无人机高空验收

3.1飞行原则

安全预控向来是变电站风险管控的基本，无人机在飞行过程中应考虑如下因素：1）气象。风力超过5级，雾、雷雨、雪等天气禁止飞行；2）地磁。磁场对飞行器磁罗盘产生干扰，应远离金属；3）GPS信号。GPS信号弱，不利于无人机的控制；4）地面环境。恶劣的地面环境不利于无人机安全飞行；5）设备误碰。利用参数设置，与设备保持足够安全距离，当到达设定值时，无人机应悬停并告警；6）自动返航。当无人机低电量或飞出可控范围内时，防止其坠落误伤设备，应通过返航锁定设置其自动返航。

3.2具体实施

在220kV岚影输变电工程中，不断梳理无人机技术应用在变电站各类设备的验收工作要求，设置特定的飞行路线，满足设备的验收要求。无人机技术的使用过程也遵循P.D.C.A的质量管理，将无人机拍摄的图片进行分析比对，不断完善工作标准。其具体实施如表1所示。

表1无人机高空验收要求

3.3验收案例

图1避雷器验收问题

变电站避雷针是变电站防直击雷的常用措施，保护全站电气设备、建筑物不受直接雷击。但避雷针同时也是变电站验收盲区最多，最难进行验收的设备。由于其高度接近30米，传统验收方法对如此的高度常常无能为力。

在验收的过程中，采用无人机很容易发现以下问题：

1）焊接部位存在生锈现象，焊接后防腐工作未做到位；

2）按图纸要求该穿孔的地方只有一边开口；

3）上下法兰面规格不匹配；

4）存在表面擦伤痕迹及镀锌层被破坏现象；

5）存在明显凹痕及补漆痕迹；

6）螺栓缺少垫片，钢板表层破裂现象。

4结语

无人机技术在变电站高空验收中的应用可以大大降低验收人员的工作难度，减少高空作业，也使工作风险可以得到进一步的控制，有力支撑电力设备验收。同时，降低班组人员的劳动强度，提高工作效率，提升供电可靠性，实现安全、成本、效能总体最优。目前，无人机在变电站高空验收作业中在广东电网有限责任公司惠州供电局已得到推广应用，取得了较好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]李俊杰．无人机航测技术在输电线路设计中的应用．红水河．2017（8）．

[2]黄建峰，姜云土，丁建．无人机在灾情普查中的应用探讨．华北电力技术．2015（4）．

[3]朱振洪，张岳，陈彦．无人机在输变电线路巡视和应急抢险中的应用．测试工具与解决方案．2017（13）．

[4]吴昊疆，许文杰，高宇，邹健彬．变电站特殊巡视无人机研究．电力讯息．2016（12）．