无人机在变电站的实践探讨

无人机在变电站的实践探讨

赵伟林

江门供电局 广东省 529000

摘要:近些年来，随着社会经济的不断发展，社会众多领域与行业的发展速度与发展水平也在不断提升。在电力和石油行业发展过程中，为了能够对电力架空线路和油气管道的稳定性与安全性进行更好的维护与保障，加大对电力架空线路和油气生产管道的巡检力度是非常迫切的。在我国电网建设水平不断提高的背景下，很多高海拔、长距离、大跨越的输电线路给人们的生活提供了更多的便利条件，提升了生活质量。

关键词：无人机；变电站；实践

中图分类号：TM755 文献标识码：A

引言

随着架空输电线路的增多，架空输电线路的运行维护环境变得更加复杂，对架空输电线路运行维修的要求也在不断提升。从电力企业日常运行维护管理发展情况来看，传统人工巡检方式会遭受比较多的限制，加上无人机输电线路巡检效率低下，在日常巡检的时候无法保障电网的安全运行。

1 无人机巡检体系的构成分析

无人机巡检系统主要由无人机平台、数据采集系统、地面测控站、数据通信链和数据处理系统组成。无人机平台主要指无人机载体，即无人机设备。无人机和直升机的结构相似，但区别在于工作人员可以远程控制无人机。在实际应用中，无人机可分为多旋翼无人机和固定翼无人机。多旋翼无人机常用于架空线路的精细检测，固定翼无人机广泛应用于远距离、大型架空输电线路的检测，固定翼无人机常用于油气管道的检测。数据采集系统主要配备光学摄像机、激光扫描、红外成像、外部成像等传感器，获取巡逻作业的实际数据或信息。地面测控站主要对无人机的飞行状态进行操作与监控，并对数据信息的获取方式进行控制，为无人机进行领航。数据通信连主要通过信号发射与接收设备的应用，来对无人机设备和地面测控站之间的数据通信可靠性进行保障。最后数据处理系统是无人机巡检体系中不可分割的一部分，其通过对遥感数据处理技术的应用，或者应用摄影测量的方法来对数据的采集与处理，通过坐标、点云、数据以及视频等信息来高效处理数据，从而更加精准地掌握输电线路的运行状况。

2 存在的问题

虽然使用了无人驾驶飞机，但归根结底，这些飞机仍然由人类操作。因此，操作员的控制水平也会对其产生很大影响。如果操作人员在无人机运行过程中，由于一些操作失误而造成高压输电线路的悬挂和损坏，不仅不会提高巡查效率，还会带来相反的后果。因此，使用这种技术在高压输电线路的检测当中也存在着一些不稳定的因素，除此之外，无人机在巡检当中所得到的结果也很难进行一个系统的划分和收集，他们所收集到的信息资源在管理方面缺乏一个合理的管理方式和手段，使得这些信息不能够为后期的检测提供一个有利的保障。除此之外还有许多的问题存在于无人机巡检当中。因此，需要对于无人机巡检技术进行一个积极的完善，对目前所存在的问题进行及时的解决与处理，使他能够在高压输电线路的巡检当中发挥更好的效果。

3 无人机在变电站的实践

3.1 明确无人机巡检的安全要求

在输电线路巡检中，无人机在巡检中的应用需要注意一些安全使用规范和要求，因为无人机不是万能的，还需要在合适的环境和条件下发挥更好的作用和价值。因此，在使用无人机检查输电线路时，有必要明确无人机检查的安全要求，以便更好地确保输电线路或油气生产管道的可靠性和安全性。无人机巡检作业一般要选择天气比较良好的情况，如遇恶劣天气，可以制定一些相对较为安全的巡检线路，并制定出紧急预案，在获得相关部门批准以后再进行巡检任务工作。同时无人机的巡检要尽量选择安全的空域来执行巡检，尽可能地避免烟雾、爆破、无线电、火焰、炸石等空域，合理设定无人机巡检的安全距离，既要保障无人机运行的安全性，又要对无人机巡检作业工作要求进行满足，从而提升无人机巡检的效率与水平。

3.2 自主巡检技术

架空输电线路无人机巡检作业操作的时候会由地面操作人员根据自己所看到的以及收集上来的影像资料指导无人机拍摄。自主巡检技术对操作人员的个人操作能力有着较高的要求，且需要根据场地的不同情况来做出相应的调整。在架空输电线路数量较多的情况下，完全依靠操作人员无法顺利完成工作。不仅如此，受技术自身的影响，自主巡检技术在实施应用的时候会出现以下问题；①技术不成熟，无人机每次拍摄角度和位置差别比较大，最终导致拍摄影像的质量高低不一。②地面站的软件没有根据任务需求来采集数据信息。③自主巡检无人机续航存在问题，不具备无人机自动充电、自动收放的功能设备支持。为了能够解决以上问题，需要在现有无人机技术基础上进一步打造出精准定位的模块，如千兆网络、RTK等，并在无人机拍摄领域积极推广现场自适应拍摄技术。

3.3 精准扫描

在整个高压输电线路的运行系统当中，不仅存在一些容易观察到的设备，同时也存在着许多微小不易观察到的设备。因此，对于无人机的巡检当中要用精准的扫描仪确保这些微小的设备都能够得到观测和分析。因此，如果想要使无人机巡检在高压线路当中得到更精确的结果，不仅需要使大范围的设备都能够得到检测，同时也要保证一些微小的设备得到扫描分析。在进行大范围的设备检测时可以使用无人机的弧垂检测技术，弧垂测量技术是一种基于无人机技术进行线路的弧垂高度测量的检测系统方式，整个检测系统主要由，数码相机，微波发射器，微波接收器，地面控制中心，计算机操作系统等等组成。在进行无人机巡检的时候，将数码相机和发射器安装到无人机的旋翼当中，并且将这些相机发射器等等与无人机的控制面板相联系，与地面的计算机操作控制系统总部相结合。在地面的控制中心又与无人机上的微波器相联系，这种测量方式在无人机的巡检当中具有很高效的运行效率，而且在节约时间的同时也保证了测量结果的正确性。

3.4 在不同巡检类型工作中的应用

无人机巡检工作类型可分为正常巡检、故障巡检、鸟害巡检、外破巡检、灾后巡检、树竹巡检以及红外巡检等等。在不同的巡检类型与模式中，无人机的巡检作用也不尽相同。在正常巡检工作中，主要是对电力架空输电线路实施周期制的巡检工作，开展可见光或者红外成像的巡检项目与内容。故障巡检主要是电力架空输电线路产生故障时，无人机设备可对故障区域进行全方位的巡检，能够将故障范围和具体情况传输和反馈给工作人员，工作人员及时作出故障解除措施，最大化降低输电线路出现故障所造成的危害与经济损失。在鸟害巡检工作中，由于很多电力架空输电线路多被设置在高山或者丘陵等地带，且多以高塔架设的形式，这便于鸟儿筑巢，很多架空输电线路出现故障都是由于鸟类的影响。鉴于此，为了能够对鸟害问题进行更好、更有效地解决，工作人员可以结合鸟类迁徙的习性与筑巢的条件，运用无人机设备来进行驱赶，并对鸟儿筑巢的情况进行巡检和监控，了解电力架空输电线路不同区域的鸟害状况，进而实施更有针对性的驱赶工作措施，对该区域的架空输电线路的运行安全性进行更好的保障。

3.5 无人机巡检技术展望

无人机巡检作业中，对于供电密度较大的区域，可以选择有条件的变电站部署无人机机巢。结合激光导航、视觉识别、RTK精确定位等技术，实现无人机巡检过程中的精准降落、自主更换电池、快速充放电等操作；利用自主巡检技术可以达到去飞手的目的，以后巡视的工作量大部分就集中在如何高效、精确地对巡检数据进行处理；利用5G通信技术低延迟、高效的优势，解决自主巡检中RTK通信链路信号差的问题，实现无人机自主巡检影像数据的精准采集，保障巡检过程的安全可靠。

结束语

综上所述，中国电力行业输 电巡线正全 面 转向无人机巡检，搭载业务系统的升级和巡检距离的提升对巡线无人机网络安全提出了新的挑战。因为应用场景特殊，常用网络安全手段不一定适用。受地理位置、地形地貌、塔杆高度、带电运行维护的限制，输电线路人工巡检难以及时、准确地发现故障、隐患，效率很低。输电线路无人机巡检提高了线路运维效率和质量，提升了线路智能化运行维护水平，能够大大解放劳动力，在提高巡检工作效率的同时降低工作难度，使得输电线路巡检工作的完成更加便捷、安全。为了能够更好的发挥出无人机输电线路巡检技术应用优势，在未来，需要相关人员加大对人工智能技术的研究，借助人工智能技术来进一步拓展输电线路巡检领域范围。

参考文献

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