變電站作為核心樞紐，其穩(wěn)定運行對整個電網(wǎng)的可靠性至關重要。傳統(tǒng)的變電站巡檢主要依賴人工，然而，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大和變電站數(shù)量的持續(xù)增加，人工巡檢面臨著效率低、成本高、危險性大以及受環(huán)境和人員主觀因素影響等諸多挑戰(zhàn)。無人機技術的興起，為變電站巡檢帶來了新的解決方案。無人機自動巡檢方案憑借其高效、精準、智能的特點，正逐漸成為電力運維領域的重要發(fā)展方向，有望徹底革新傳統(tǒng)的變電站巡檢模式。

一、變電站巡檢現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

1、傳統(tǒng)巡檢方式弊端

人工巡檢是變電站傳統(tǒng)的主要巡檢方式。巡檢人員需攜帶各類檢測設備，按照既定路線對變電站內的設備逐一進行檢查，包括觀察設備外觀是否有異常、記錄設備運行參數(shù)、檢測設備溫度等。這種方式不僅耗費大量人力和時間，而且由于變電站設備眾多、分布復雜，人工巡檢很難做到全面、細致，容易遺漏一些潛在的安全隱患。同時，人工巡檢還受到巡檢人員的專業(yè)水平、工作經驗和身體狀況等因素的影響，不同人員的巡檢結果可能存在差異。

2、現(xiàn)有巡檢需求與痛點

隨著電力需求的不斷增長，變電站的規(guī)模和數(shù)量持續(xù)擴大，對巡檢的及時性和準確性提出了更高要求。任何設備故障都可能引發(fā)大面積停電事故，造成嚴重的經濟損失和社會影響，因此急需高效、精準的巡檢手段。此外，變電站常位于偏遠地區(qū)，環(huán)境復雜，部分區(qū)域人工難以到達，且在高溫、嚴寒、暴雨等惡劣天氣下，人工巡檢的效率和安全性都會受到嚴重影響。

二、無人機自動巡檢優(yōu)勢

1、高效性

無人機可以按照預設的航線快速飛行，在短時間內完成對變電站大面積區(qū)域的巡檢任務。例如，對于一個中等規(guī)模的變電站，人工巡檢可能需要數(shù)小時甚至一整天，而無人機自動巡檢僅需幾十分鐘即可完成，大幅提高巡檢效率，縮短巡檢周期，使運維人員能更及時獲取設備運行狀態(tài)信息。

2、精準性

無人機搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等先進檢測設備，能對變電站設備進行多角度、近距離拍攝和監(jiān)測。通過這些設備采集的數(shù)據(jù)，可清晰觀察到設備表面細微缺陷，精確測量設備溫度，及時發(fā)現(xiàn)設備過熱等異常情況，檢測精度遠超人工巡檢。

3、安全性

變電站內部分設備處于高壓帶電狀態(tài)，人工巡檢存在安全風險。無人機自動巡檢可避免巡檢人員直接接觸高壓設備，降低安全隱患。在復雜地形、存在有毒有害氣體等惡劣環(huán)境或危險區(qū)域，無人機也能安全完成巡檢任務。

4、全方位視角

無人機飛行靈活，能到達人工難以觸及的位置，實現(xiàn)對變電站設備的全方位巡檢。它可從不同角度拍攝設備圖像，獲取更全面的設備信息，有效彌補人工巡檢在視角上的局限性。

三、無人機自動巡檢系統(tǒng)構成

1、無人機選型與配置

適合變電站巡檢的無人機類型

適用于變電站巡檢的無人機主要有多旋翼和固定翼兩種。多旋翼無人機懸停性能與機動性良好，能在狹小空間靈活飛行，便于近距離檢測復雜設備，應用較為廣泛；固定翼無人機飛行速度快、續(xù)航能力強，適合對大面積區(qū)域進行快速巡查。實際應用中，可根據(jù)變電站規(guī)模、布局及巡檢任務要求選擇。

2、關鍵硬件配置要求

為滿足高精度檢測需求，無人機需配備高性能硬件。應搭載高分辨率可見光相機，用于檢測設備外觀缺陷；紅外熱像儀必不可少，可發(fā)現(xiàn)設備過熱等潛在故障；還需配備RTK等高精度定位系統(tǒng)，確保按預設航線準確飛行；同時，要優(yōu)化加固通信系統(tǒng)，提高在復雜電磁環(huán)境下的抗干擾能力。

四、搭載設備功能介紹

1、高清攝像頭

高清攝像頭是獲取設備外觀圖像的主要工具，具備高像素、大光圈特點，可拍攝清晰設備照片，先進的還具備變焦功能，能放大拍攝設備細節(jié)，便于運維人員觀察設備變形、破損等異常情況。

2、紅外熱像儀

紅外熱像儀利用物體表面溫度不同輻射紅外線強度不同的原理，將設備表面溫度分布以熱圖像呈現(xiàn)。在變電站巡檢中，可快速檢測設備溫度異常，為設備維護提供重要依據(jù)，并判斷故障嚴重程度和發(fā)展趨勢。

3、其他輔助設備

無人機還可搭載激光雷達，用于設備和環(huán)境三維建模，輔助航線規(guī)劃；氣體傳感器可檢測有害氣體泄漏；部分無人機配備的喊話器，能在發(fā)現(xiàn)異常時遠程提醒現(xiàn)場人員。

五、數(shù)據(jù)傳輸與處理系統(tǒng)

1、數(shù)據(jù)實時傳輸技術

無人機巡檢時，需將采集的數(shù)據(jù)實時傳回地面控制中心。通常采用4G、5G通信網(wǎng)絡或專用微波通信鏈路進行無線傳輸。4G、5G覆蓋廣、速率高，適用于多數(shù)場景；專用微波通信鏈路抗干擾強、穩(wěn)定性好，適用于信號弱或對安全性要求高的區(qū)域。同時，采用數(shù)據(jù)加密、糾錯編碼等技術保障傳輸可靠性。

2、數(shù)據(jù)分析與處理軟件

地面控制中心的專業(yè)軟件具備圖像識別、數(shù)據(jù)挖掘、智能診斷等功能。通過圖像識別自動檢測設備缺陷，利用數(shù)據(jù)挖掘分析設備運行規(guī)律，智能診斷評估設備健康狀況并給出維護建議，還具備數(shù)據(jù)存儲、查詢、報表生成等功能。

六、自動巡檢方案實施流程

1、前期準備工作

變電站信息采集與建模

實施巡檢前，通過激光雷達掃描、高清攝影測量等手段，采集變電站設備位置、形狀、尺寸及周邊環(huán)境信息，構建三維模型，同時收集設備運行參數(shù)、歷史故障記錄等數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作提供基礎。

巡檢任務規(guī)劃與航線設計

根據(jù)三維模型和設備分布，結合巡檢周期、檢測重點等要求，利用航線規(guī)劃軟件設計巡檢航線。合理設置飛行高度、速度、拍攝角度和間隔等參數(shù)，針對不同設備和任務設計多種巡檢模式。

2、飛行巡檢執(zhí)行

無人機起飛與自主飛行

操作人員通過地面控制中心下達指令，無人機自動起飛并按預設航線自主飛行。飛行中，利用導航、定位和避障系統(tǒng)調整姿態(tài)和位置，搭載設備按設定參數(shù)采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)測

無人機飛行時持續(xù)采集數(shù)據(jù)并實時傳輸回地面控制中心，操作人員可實時查看飛行狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集情況及設備圖像，發(fā)現(xiàn)異常及時調整參數(shù)和拍攝角度，獲取詳細信息。

3、數(shù)據(jù)處理與分析

圖像與數(shù)據(jù)的初步篩選

無人機返回后，將數(shù)據(jù)傳輸至軟件，軟件初步篩選去除無效數(shù)據(jù)，保留有效數(shù)據(jù)并分類整理，便于后續(xù)分析。

4、智能識別與缺陷診斷

利用人工智能技術對篩選后的數(shù)據(jù)深入分析，與設備缺陷樣本庫比對，自動檢測缺陷類型、位置和嚴重程度，復雜故障結合多方面信息綜合判斷。

5、結果反饋與應用

生成巡檢報告

根據(jù)分析結果，系統(tǒng)自動生成詳細巡檢報告，包含設備運行狀況、缺陷明細、嚴重程度評估及處理建議，以圖表和文字呈現(xiàn)，支持打印和導出。

缺陷處理與設備維護決策

運維人員依據(jù)報告安排設備維護檢修，緊急缺陷立即處理，一般缺陷合理安排時間。通過無人機巡檢數(shù)據(jù)，可更科學制定維護策略，降低設備故障率。

無人機自動巡檢方案憑借其高效性、精準性、安全性和全方位視角等優(yōu)勢，為變電站巡檢帶來了革命性的變革。通過合理選型和配置無人機及搭載設備，構建完善的數(shù)據(jù)傳輸與處理系統(tǒng)，按照科學的實施流程進行飛行巡檢和數(shù)據(jù)處理分析，能夠及時、準確地發(fā)現(xiàn)變電站設備的缺陷和潛在隱患，為設備維護和故障處理提供有力依據(jù)。?