探析無人機(jī)在變電運(yùn)維工作中的應(yīng)用

陶洳樺

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求的增加，電網(wǎng)的安全運(yùn)行關(guān)系到了國(guó)計(jì)民生。變電站作為電網(wǎng)的樞紐，它的運(yùn)行質(zhì)量直接影響整個(gè)電網(wǎng)。為了保證電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，變電運(yùn)維人員定期對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行巡視維護(hù)。但是，有些地方使用人工費(fèi)時(shí)費(fèi)力，甚至無法完成。所以需要新材料和新技術(shù)的支撐。隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在變電運(yùn)維工作中的應(yīng)用得到落實(shí)，大大提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度，同時(shí)減少運(yùn)維人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備巡檢質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無人機(jī) 變電站 運(yùn)維

引言

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化程度的提高，變電站無人值班模式在系統(tǒng)中廣泛推廣。在變電站逐漸增多，工作量加大，運(yùn)維人員不變的情況下，傳統(tǒng)的巡視任務(wù)很容易使部分巡視人員產(chǎn)生厭煩心理，導(dǎo)致巡檢工作不到位。變電站無人值班模式，在一定程度上還存在因無人在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)監(jiān)視、巡視而帶來的一系列問題，甚至留下安全運(yùn)行隱患。隨著無人機(jī)技術(shù)的深化應(yīng)用，無人機(jī)應(yīng)用到變電站巡檢中可以大大提高變電巡視和維護(hù)的速度，代替人工巡視，使許多工作能在完全帶電的環(huán)境下迅速完成，確保了電網(wǎng)安全。而且還可以將運(yùn)維人員從繁重的巡視工作中解放出來，投入到運(yùn)檢一體化和設(shè)備診斷分析工作中，從而提高運(yùn)維工作效率，本文就無人機(jī)在變電運(yùn)維工作中設(shè)備巡檢及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行探析。

一、無人機(jī)介紹

無人機(jī)全稱“無人駕駛飛機(jī)”，英文縮寫”UAV，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無人機(jī)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)20年代，主要應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。在第二次世界大戰(zhàn)、越南戰(zhàn)爭(zhēng)、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等戰(zhàn)役中，無人機(jī)開始嶄露頭角，執(zhí)行偵察、情報(bào)收集、跟蹤和通訊等任務(wù)。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)之后，無人機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用范圍由原來的軍sha事領(lǐng)域擴(kuò)展到了警用、城市管理、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、氣象、電力、搶險(xiǎn)救災(zāi)、視頻拍攝等民用行業(yè)。

二、變電站運(yùn)維工作中無人機(jī)應(yīng)具備的功能

2018年9月，世界海關(guān)組織協(xié)調(diào)制度委員會(huì)（HSC）第62次會(huì)議決定，將無人機(jī)歸類為“會(huì)飛的照相機(jī)”。在電力系統(tǒng)中，無人機(jī)將結(jié)合變電運(yùn)維工作的需求，必須具備以下功能：

1、要具備圖像采集分析功能。由于無人機(jī)需要搭載了多項(xiàng)檢測(cè)設(shè)備，例如：可見光CCD、紅外熱成像儀。可見光CCD用于采集可見光圖像，進(jìn)而設(shè)備實(shí)現(xiàn)外觀檢查，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異物懸掛，設(shè)備銹蝕等異常現(xiàn)象。紅外熱成像儀用來能記錄設(shè)備的實(shí)際位置，比如油位計(jì)位置、表計(jì)讀數(shù)等。另外，紅外熱成像對(duì)設(shè)備的發(fā)熱缺陷捕捉非常靈敏，能夠通過紅外線測(cè)溫來明確設(shè)備溫度是否異常發(fā)熱。

2、要具備無線傳輸功能。在采集到視頻信號(hào)和音頻信號(hào)后，必須首先進(jìn)行智能預(yù)處理，并將信號(hào)傳輸給變電監(jiān)控中心。另外，無人機(jī)也會(huì)接收來自監(jiān)控中心的各種指令，所以無人機(jī)應(yīng)與監(jiān)控中心時(shí)刻保持無線通訊及傳輸功能狀態(tài)。

3、要具備視覺導(dǎo)航定位功能。無人機(jī)按照視覺導(dǎo)航預(yù)先規(guī)劃好行進(jìn)軌跡。當(dāng)無人機(jī)到達(dá)指定位置后，它就會(huì)實(shí)施可見光CCD旋轉(zhuǎn)、紅外線角度調(diào)節(jié)、電氣仰俯角度調(diào)整等等動(dòng)作，保持最佳設(shè)備拍攝位置。實(shí)現(xiàn)“會(huì)飛的照相機(jī)”功能。

三、變電站無人機(jī)巡檢需要注重的幾個(gè)方面

1、安全性研究。變電站、特別是常規(guī)變電站，各種高壓設(shè)備布局復(fù)雜。如何保證其在空間狹小的高壓帶電場(chǎng)所內(nèi)安全飛行是一個(gè)急需解決的問題。目前基本思路是在無人機(jī)的巡視線路上規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

2、精準(zhǔn)定位與控制技術(shù)研究。精準(zhǔn)控制無人機(jī)具有至關(guān)重要的意義。精準(zhǔn)控制技術(shù)直接影響無人機(jī)頂層功能的實(shí)現(xiàn)，比如，自動(dòng)充電功能、避障功能等。目前無人機(jī)采用GPS技術(shù)和超聲波技術(shù)進(jìn)行定位，但是，這兩種技術(shù)均存在誤差。可以借鑒無人駕駛汽車的相關(guān)技術(shù)來發(fā)展無人機(jī)的定位技術(shù)。采用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)完善無人機(jī)精準(zhǔn)定位與控制技術(shù)。

3、續(xù)航能力研究。目前無人機(jī)的電池續(xù)航是發(fā)展的瓶頸。其主要問題有：充電時(shí)間長(zhǎng)短、容量大小、重量輕重、使用壽命長(zhǎng)短等等。電池的充電時(shí)間和容量直接影響無人機(jī)的便攜性，體積和重量則限制它的搭載能力。但是，隨著新能源的崛起，解決電池續(xù)航能力只是時(shí)間問題。

四、無人機(jī)在變電站運(yùn)維工作中的應(yīng)用

1、定期巡檢變電站設(shè)備。通過無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)變電站日常巡視工作，將運(yùn)維人員從繁重的巡視工作中解放出來，從很大程度上減少了人力，并節(jié)省了大量時(shí)間。主要是通過機(jī)器自身視覺、無線通訊與人工智能功能來實(shí)現(xiàn)自主規(guī)律性巡檢，達(dá)到提高變電站巡視工作自動(dòng)化與工作效率的目的。這個(gè)應(yīng)用是迄今為止，變電運(yùn)維工種的一個(gè)飛躍性發(fā)展。多個(gè)省目前都已經(jīng)完成了這項(xiàng)改革。

2、有目的性的排除巡視死角。人工巡視一般是由設(shè)備的下方向上方觀察。而高處及設(shè)備的上方是巡視的死角。一次設(shè)備連接引線斷股、設(shè)備上部的螺絲銹蝕、避雷針頂端銹蝕等是我們無法用人工巡視肉眼觀察到的。通過無人機(jī)搭載可見光CCD，便可對(duì)巡視死區(qū)一覽無遺，360度全覆蓋。減少了大量停電排查工作和不必要的停電工作。提高了設(shè)備的可靠性。

3、異物清障。變電站中，特別是離居民區(qū)較近的變電站，經(jīng)常有風(fēng)箏、塑料薄膜等異物刮落至設(shè)備及導(dǎo)線上，以及經(jīng)常有鳥類在設(shè)備構(gòu)架上筑窩。可能引起設(shè)備短路，造成停電事故。無人機(jī)搭載火焰噴射裝置，通過遠(yuǎn)程遙控即可在帶電情況下，采用燃燒的方法快速清除異物，不必再申請(qǐng)對(duì)設(shè)備停電，便可以進(jìn)行處理。

五、結(jié)束語

電網(wǎng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)可靠性要求特別高的電力系統(tǒng)，它運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性將會(huì)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，所以需要新材料和新技術(shù)的支撐。變電站為電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)之一，無人機(jī)在電力變電運(yùn)維中具有十分重要的意義，將大大提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度，同時(shí)減少運(yùn)維人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高設(shè)備巡檢質(zhì)量。隨著維護(hù)工作需求的不斷提升，我們還需要結(jié)合無人機(jī)的特點(diǎn)，借鑒并吸取其他行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，從而促進(jìn)電力行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給我們帶來的不只是生活方式的改變，更多的是傳統(tǒng)觀念的提升與轉(zhuǎn)變。只要我們大膽去設(shè)想，那未來才會(huì)更加值得我們期待，朝美好的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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