邱临平
（国网青海省电力公司检修公司，青海 西宁 810000）
摘要：变电站作为电网枢纽它的运维质量与整个电网的安全稳定运行息息相关，因此，必须定期进行巡视、维护，以确保其设备安全稳定运行。随着科技的发展和电力体制改革的不断深入，无人机技术在变电站巡视中的运用，不仅提高了电力维护和检修的速度,代替人工巡检,使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成,确保了用电安全。而且可将运维人员从繁重的巡视工作中解放出来,投入到运维一体及设备诊断分析工作中去,从而提高运维工作效率，很好完成变电站智能巡检任务。本文就变电站无人机智能巡检中的安全风险和管控策略进行探讨。
关键词：无人机技术；变电站；巡视；安全风险；管控策略
1 引言
如今变电站无人值班模式在电力系统的广泛推行,出现人员减少、工作量加大的现实问题。加之传统的巡检任务范围广、工作量大、及其重复性,很容易导致一部分运维人员产生厌烦心理,巡检工作不到位。随着国家电网公司无人机巡检技术的逐步深化应用,无人机应用到变电站巡检中可大大提高电力维护和检修的速度,代替人工巡视,使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成,确保了用电安全。无人机替代人力来完成各种巡视工作，并能够促使巡视效率跟巡视质量得到进一步的提升。但在变电站巡检中还需要加强对巡视方法以及巡视技术的改善优化力度，如无人机巡检航线规划、复杂环境抗干扰、安全距离等，这样才能够及时发现在运行过程中存在的安全隐患和故障并加以解决，借此来保障整个电力系统的运行安全性以及可靠性。
2 无人机电力巡检目的
通过应用无人机电力巡检技术，可将运维人员从繁重的巡视工作中解放出来,投入到运维一体及设备诊断分析工作中去,从而提高运维工作效率。无人机用于变电站全面巡视，提供第一手图像数据，提高决策效率。由于它不受地面因素和地形限制的影响，在很大程度上提高了工作效率，保证了人员的安全。但由于无人机在巡查过程中可能遇到复杂的空中环境障碍物，有必要对无人机巡检航线规划、复杂环境抗干扰、安全距离、智能避障技术等方面进行深入分析，并提出相关可行的解决方案。通过不断优化技术方案和积累相关经验，可以在一定程度上提高无人机巡检的智能性和可靠性。
3 变电站巡检中的安全风险
变电站中各种高压带电设备布局复杂且随着生产用地日趋紧张,未来变电站建设都将朝着紧凑化的方向发展。这种情况下,如何保证飞行器在空间狭小的高压带电场所安全飞行就是一个急需解决的问题。目前的基本思路是在飞行器的巡航路线上规避此类风险,比如在带电场区外围限高飞行等。
无人机巡视的广泛应用也暴露出无人机在变电站巡检方面所存在的安全隐患，具体安全隐患主要存在以下问题：
（1）无人机电力巡检作业自身飞行存在安全隐患。由于电力巡检运用场景的特殊性，无人机需在强电磁环境周围进行飞行作业，周围电磁场环境复杂，无人机在巡检作业时由于电磁场的剧烈变化，可能会出现无人机失控、坠毁等危险事故，存在一定的安全隐患。
（2）干扰的程度与电磁场强度关系成正比，也与距离成反比，相机技术一直在进步，像素越来越高，焦距越来越长。实际上电力设备在90%的情况在3-5米开外，电磁场干扰并不强烈，几乎不影响无人机的飞行。某些电网公司甚至直接要求无人机离带电设备的距离必须大于10米开外，这就基本避开了干扰的磁场圈子，一般作业问题不大。
（3）运维人员在变电站无论是手动飞，还是自动飞，航线一定要规划好，推荐开展自动驾驶飞之前，一步步来，第一次要手动飞机检测磁场干扰情况、规划航线、安全距离校验、航线模拟飞行，一步都不能少，跟变电操作票一样，逻辑不能错、不能漏、不能少。
（4）无人机巡检作业的过程监管不够完善。作业人员在进行电力巡检作业时，具有较高的飞行自由度，同时作业人员对电力巡检作业所申请的空域没有直观概念，无法保证作业过程完全在申请空域内飞行。在电力巡检方面，应加强对无人机飞行的监管，对无人机的飞行轨迹进行实时的预警，在无人机将要飞离合法空域时作出预警，并及时通知该无人机，提醒无人机驾驶员改变航向。
4 无人机技术在变电站运维中的安全管控策略
4.1 全力提升专业操作水平建设
一线班组人员要重点加强新岗位、新设备、新业务培训，包括新型运维一体化的日常运行、检修及红外测温、紫外检测、带电检测业务和新型无人机巡检等培训，停电、带电及运行作业指导书等标准化作业指导书的宣贯，且所有人员重新上岗前应通过新岗位业务技能考核。同时，结合全员绩效考核，建立健全激励机制，加快培养“一专多能、一岗多能”专业人才队伍，保证各项生产业务平稳过渡。
4.2 精准定位与控制技术。
无人机在变电站飞行的对象必须要明确，靶向性强，每一个仪表盘都要去拍摄，航点几百个，甚至几千个。无人机的续航时间毕竟有限，定位的精度也有限，想达到机器人同等的巡视点位数量及精度，还是不太可能，只能干它擅长的事情，如测温，构架巡检等。精准控制技术还将对飞行器其它顶层功能的实现产生重大影响,如避障功能、自动充电功能等都有赖于精准控制的实现。目前消费级无人机多采用CPS技术和超声波技术进行定位。
4.3 引入避障技术
在无无人机飞行过程中，为了能够对飞行路径上的障碍物进行有效识别，并可以准确悬停或绕飞，就需要引入避障技术。这种避障技术可以有效攻克无人机巡检航线规划、复杂环境抗干扰等难题。
4.4 引用新型无线广域网技术
新型无线广域网技术，其使以往最快的WiFi速度纪录被打破，并让1公里范围内的用户下载速度达到40GB/s。与普通WiFi路由器相比，新型无线广域网技术的传输距离更远，范围更广，因此在无信号覆盖的偏远变电站无人机航拍的图片上传等领域得到广泛应用。
5 总结
电力系统是一个结构非常复杂、对可靠性要求特别高的自动化系统,它运行的安全性与稳定性将会关系到社会民生的安全,所以需要新材料以及新技术的支撑。随着电子信息技术的发展，引入具有真正意义上的人工智能计算机视觉分析技术，使巡检系统具备人眼的识别和人脑的分析能力，利用无人机巡检系统图像的仿生视觉处理，对无人机巡检数据中重要的缺陷和隐患进行及时、有效的处理，以便提高无人机巡检水平，减少人为后期巡检数据处理的工作量。同时减少运行人员劳动强度,提高设备巡检质量。随着变电站维护需求的不断提升,我们还需要结合无人机的特点,借鉴并吸收其它行业的先进技术和做法,从而促进电力行业的技术发展，我相信，利用数字图像处理技术实现对巡检图像进行预处理功能，实现复杂自然背景下输电线路及附属设备的自动提取与识别，实现无人机巡检数据处理分析的智能化将是国内外电力用无人机发展的必然趋势。
参考文献：
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