智能巡檢無人機在變電站巡視中的應用

余亮亮 趙瑩 艾則孜江·加帕爾 高梁學

摘要：隨著城市的快速發(fā)展，烏魯木齊市所建變電站的數(shù)量日益增多，一百多座變電站的巡視工作量日益繁重。目前對于變電站內高空金具的檢查主要依靠人工巡視，通過望遠鏡進行檢查，對一些不易發(fā)現(xiàn)的缺陷巡視較為空困難。對此，國網烏魯木齊供電公司利用智能巡檢無人機進行變電站內高空金具的巡視，并在國網烏魯木齊供電公司220千伏老滿城變電站進行測試應用，并取得較好效果。

關鍵詞：無人機;智能巡檢;變電站巡視

引言

隨著科學技術的進步以及人工智能計算的飛速發(fā)展，各種輸變電系統(tǒng)工程日趨大規(guī)模、復雜化，一些新高壓等級、新技術的大量應用，促使傳統(tǒng)巡檢運行方式、操作方法面臨著巨大的挑戰(zhàn)[1]。當前較為主流的巡檢管理系統(tǒng)大多數(shù)仍然需要人工來實現(xiàn)，效率低下，工作量較大，而且工作上容易出錯，未來階段如何有效巡檢高壓電網運行，采用新技術、新手段以降低輸變電工程中值班人員的工作負擔，有效保證設備的正常運行，是十分重要的問題。目前智能巡檢機器人為各個領域的巡檢提供了一種全新的方式。這種帶有人工智能技術的機器人，減少了人力的投入，同時減少了巡檢工作人員的危險系數(shù)，安全性能大大提高，使整個輸變電工程巡檢的自動化、電子化性能發(fā)展得到普遍應用的趨勢[2]。

同時，隨著通用航空技術的普遍發(fā)展，尤其是無人機技術的日趨完善，以無人機為平臺，地面監(jiān)測設備為支撐的輸電線路巡檢系統(tǒng)由于其覆蓋范圍廣，效率與可靠性高，低風險與低成本越來越受到關注[3]。

對于變電站而言，為了提高變電站巡視效率，智能巡檢機器人得到廣泛應用，但是對于變電站中位置較高的金具，依舊需要靠人工進行，且并不能及時發(fā)現(xiàn)缺陷。因此針對變電站內金具巡視，提出了利用無人機完成對變電站內金具的巡視檢查，并結合220千伏老滿城變電站進行測試應用。

1測試相關案例

2020年07月03日，國網烏魯木齊供電公司老滿城變電運維班應用智能巡檢無人機對220千伏老滿城變電站進行設備巡視工作，當天測試環(huán)境：溫度33.5℃，相對濕度53.85%，天氣晴，風速2級，下發(fā)的巡檢任務是：在220千伏老滿城變電站110千伏戶外設備區(qū)開展無人機特殊巡視，對該區(qū)域線路、母聯(lián)等間隔設備進行高空巡檢，利用可見光拍攝檢查一次設備。巡檢工作結束后，運維人員在檢查無人機巡視結果時，發(fā)現(xiàn)3處連接螺栓開口銷從碗頭中脫落，分別位于110kV滿九一線1563間隔線路避雷線與站內龍門架連接處、110kV母聯(lián)11502隔離開關C相與110kV滿園線15623隔離開關線路側C相絕緣子與出線龍門架連接處。

經核查巡視結果，根據(jù)PMS系統(tǒng)主網缺陷標準庫定義，此3處懸式絕緣子連接螺栓螺母緊固，未出現(xiàn)明顯松脫跡象，暫不影響運行，判斷為一般缺陷。

2檢測分析方法

智能巡檢無人機在巡檢過程中利用高空可見光拍攝技術，得到10kV滿九一線1563間隔線路避雷線與站內龍門架連接處、110kV母聯(lián)11502隔離開關C相與110kV II母母線龍門架連接處、110kV滿園線15623隔離開關線路側C相絕緣子與出線龍門架連接處懸式絕緣子連接螺栓開口銷脫落的照片。

該設備缺陷已錄入PMS系統(tǒng)，如下圖1所示。

根據(jù)PMS系統(tǒng)主網缺陷標準庫定義，此3處高空金具缺陷屬于一般缺陷，消除該缺陷需要將關聯(lián)一次設備陪停后方可進行處理。在處理之前，運維人員需對3處懸式絕緣子連接螺栓加強跟蹤檢查，密切關注缺陷發(fā)展情況，并進行前后圖片對比，防止情況進一步惡化。

3結論

實踐證明智能巡檢無人機具有操控靈活、可多角度調節(jié)視角等特點，可對變電站設備從不同空間角度進行巡視檢查，能夠在降低運維人員巡視工作強度的基礎上，有效提高高空金具類設備缺陷檢出率，防止因人員疏忽、技能欠缺、巡視角度限制等情況造成的缺陷未及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象。

在此次無人機巡檢結果分析過程中發(fā)現(xiàn)，無人機拍攝的可見光照片存在部分照片光線較暗、較難辨識等問題，分析原因為拍攝時間在正午時段，受太陽光線較強影響，導致拍攝效果不佳。在后期無人機試飛過程中，將對無人機巡視路線和巡檢時段進行優(yōu)化，選擇合適的天氣狀況和時段開展巡視作業(yè)，做到設備巡視全覆蓋、更優(yōu)化。

通過此次巡檢任務中，一方面對無人機在變電站內進行自主巡視的可靠性和安全性進行了進一步的驗證，另一方面，在智能巡檢無人機巡視結束后，由運維人員及時查看數(shù)據(jù)并認真分析數(shù)據(jù)結果，對異?，F(xiàn)象進行人工復核，對設備缺陷及時進行上報和跟蹤巡視，對今后的變電站無人機巡檢收集了寶貴的巡檢經驗。

參考文獻

[1]蔡煥青， 邵瑰瑋， 胡霽， 等. 變電站巡檢機器人應用現(xiàn)狀和主要性能指標分析[J]. 電測與儀表， 2017， 54（14）：117-123

[2] 羅宇亮，沈潔.智能機器人巡檢系統(tǒng)在輸變電工程中的應用研究[J/OL].電測與表：1-7[2020-09-12].

[3]黃慧杰， 詹斌. 小型無人機在電力線路巡檢中的技術應用[J]. 電工技術， 2017（11）：100-101+105.