摘要：随着无人机技术的快速发展，无人机技术逐渐向民用领域应用普及。其中航拍、植保、电力、安防、测绘等行业应用成熟。目前无人机电力巡检主要是指无人机携带摄像头、红外线传感器等检测设备对高压输电线路是否有机械缺陷、电气部位异常发热及输电线路通道内树障、超高机械施工等外部隐患进行检查。对于变电站设备巡检应用很少，如何应用无人机技术提高变电站一次设备前期验收及日常巡检缺陷识别率，提高变电站设备日常巡检工作效率，防患未然，具有重要的研究价值。
本文就使用多旋翼无人机对变电站一次设备开展巡检作业的方式及方法进行探讨，提出了规范、科学、合理的参考意见。
关键字：多旋翼无人机；变电站；巡检
1.研究背景
随着电网建设的快速发展，变电站设备趋向容量大、体积大、结构复杂。尤其构支架、门架、避雷针等一次设备的高度差别很大， 110千伏至±800千伏电压等级，设备高度跨度从10米至40米。部分设备的高度达到60米以上。长期运行中因（母线、 构支架、避雷针等)受设计、安装、恶劣天气等影响，易出现锈蚀、松动、脱落、裂纹，断裂等缺陷，巡视人员从地面受巡视工具、视角影响，很多设备无法观测清楚或存在视觉死角，经常发生遗漏隐患，设备就存在安全风险。
2.多旋翼无人机变电站巡检优势分析
鉴于多旋翼无人机在输电线路验收、本体缺陷核实、通道巡视中的成功应用，多旋翼无人机有着特殊的优势。
2.1.特殊视角
在输电线路巡检中，多旋翼具有长时间悬停优势，可随时改变飞行高度，提供多角度拍摄位置。若将无人机应用到变电站巡检中，可发现变电站一次设备的各个角度的隐蔽缺陷及隐患。
2.2. 高效率代替人工巡视
与人工巡视相比较，多旋翼无人机巡检从高空多角度拍摄，一张画面可同时显示多个设备的实际状况，比人工巡视监视范围广，极大提高巡视效率，可将运维人员从繁重的巡视工作中解放出来，投入更多精力到运维设备诊断分析工作中去，提高运维工作效率。
2.3.具有带电检测功能
多旋翼对变电站的应用，使许多工作能在带电环境下迅速完成，确保用电安全，提高电力维护和检修速度。
因此多旋翼无人机变电站运检工作具有革命性的突破，不止是节约人力成本、时间成本、提高巡视效率，也是对普通巡视作业方式的颠覆和升华。
3.多旋翼无人机变电站巡检要求
3.1设备要求
应根据具体的巡视任务选择合适的无人机及搭载的任务设备（无人机巡检系统）。建议使用具有多功能可搭载多种任务设备的无人机巡检系统，能够满足变电站一次设备验收和日常巡视检查工作要求，优先选择搭载具有20倍及以上变焦功能的高清摄像头和高精度红外测温设备。
3.2人员配置要求
变电站设备结构复杂，无人机易受电磁环境影响，巡视作业对无人机驾驶员操作水平要求较高。为确保巡检作业安全，同时应配置有丰富经验的变电运维人员。根据以上工作的严格要求。
多旋翼无人机变电站巡检至少由三人组成，分别为小组负责人、变电运维人员、无人机驾驶人员。巡检工作中三人应严格遵守安全规定，不得相互兼任。
负责人：负责小组巡视所有工作，包括方案制定、工作协调、工作组织实施、巡视缺陷整理上报等
变电运维人员：由站内值班人员担任，负责配合完成本站无人机巡视方案审核、工作票审批、现场安全监督、工作许可、站内作业安全监护、缺陷判定等工作。
无人机驾驶人员：负责无人机操作，必须取得AOPA多旋翼无人机机长及以上资格证书，具有输电线路无人机巡检不少于3年的工作经验，能够独立完成无人机设备准备、现场安全措施布置、操作无人机完成巡视。
3.3作业安全距离要求
变电站中各设备布局复杂，带电部位多，无人机巡视时应严格与带电设备保持足够的安全距离，主要针对构支架、门架、避雷针等一次设备进行巡检，避免在变压器及其他重要设备上空飞行。有必要跨越时，应采用上跨方式，与最上层带电设备净空距离不小于2倍安全距离。
按照 Q/GDW1 1399-2015,架空输电线路无人机巡检作业安全工作规程要求巡检作业应满足表1规定。
表1 最小安全距离
4.多旋翼无人机变电站巡检工作流程及方法
无人机变电设备巡检应根据变电站所处环境展开定期巡视，一般在风季、恶劣天气来临前进行，按照季节特点及春检工作安排，制定详细的巡检计划。也可在检修工作结束后对站内重点设备设施进行巡视，检查设备运行状态是否正常。
现场勘查：工作负责人和无人机驾驶员同时对巡视设备现场环境情况进行勘查。测定巡检设备高度、距离，确认是否满足带电设备无人机巡视安全距离要求，根据工作内容进行飞行路线规划。
工作准备：负责人与设备运维人员完成工作票的签发和许可，应提前掌握变电站所处气象条件，负责人宣读工作票，并与无人机驾驶员确认工作票手续。无人机驾驶员回到作业位置，连接地面站与无人机数据链路，在地面站观察无人机数传参数、图传数据，进行云台功能测试，根据地面站数据完成无人机调试。
巡检过程：
（1）确保无人机安全可靠作业，无人机驾驶员切换至手动增稳模式（GPS模式）进行起飞，当无人机飞离地面约5米高度悬停，检查无人机飞行姿态、稳定性，（时间不小于20秒）。
（2）测试完成后，按预先规划巡视路径抵达作业位置。到达作业点后飞机从指定位置开始拍摄，记录好照片位置，设备编号。
（3）拍摄时，保证机体与设备的安全距离，由下到上，从一侧到另一侧完成拍摄，关键部位照片应能够清楚识别缺陷。（关键设备展开精细化巡视）
（4）跨越及穿越设备时无人机驾驶员密切观察地面站数据，出现报警信号，应及时做出调整。
（5）为防止画面质量不好，关键部位因多拍摄照片。无人机飞行时遇到紧急情况，无人机驾驶员应迅速将无人机控回空旷区域降落，保证设备安全。
5.多旋翼无人机变电站巡检数据整理与
多旋翼无人机变电站巡视工作积累数据十分庞大，很多单位没有完善的无人机巡视数据管理平台，多使用电脑或固定的移动硬盘等进行存储，采用人工进行管理。
因此应及时对拍摄视频和照片进行整理归类。
巡检数据处理按照统一标准格式：设备编号（19号避雷针）
例：有750kV XX变电站无人机巡检资料，则有所示文件
6.总结
变电站是电网的关键节点，运行的安全性与稳定性将会关系到供电可靠性，涉及民生的安全。多旋翼无人机在变电站巡检的应用，将提高设备巡检质量，大幅度提高电网运行水平及供电可靠性。随着变电站维护需求的不断提升，我们将更需结合无人机先进技术和作业特点，积极促进电力技术的快速发展。
参 考 文 献
[1] Q/GDW 1210—2014,1000kV交流架空输电线路运行规程
[2] Q/GDW1 1367-2014,架空输电线路无人直升机巡检技术规程
论文作者:李扬 吕强 张海涛 易明星 任亚军
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
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