罗泽雄，刘 秀，罗志勇，熊勇良，莫满河

（广州优飞信息科技有限公司，广东 广州 510000）

随着国家经济发展，电力领域发展范围不断扩大，电力巡检工作也增加了许多难度。电力巡检作为维护电力系统平稳运行的基础条件，传统人工巡检和机器人巡检都存在死角，而应用高精度无人机能有效改善检测效果，提升巡视效率，保障全方位的巡检工作，提升电力系统运行安全性。

1 高精度无人机在变电站巡检中的应用优势与缺陷

在电力系统巡检过程中利用高精度无人机，对变电站设备、架构、避雷针等展开巡检工作，相比传统巡检模式，无人机巡检更加有效，但同样存在缺陷。

1.1 应用优势

（1）可进行近距离观察。在进行变电站巡检的过程中，利用高精度无人机可在高空实现近距离观察拍摄，获取架构、避雷针等设备图像数据，还可以进行红外测温。在获取数据的同时，还能自动对比分析数据，及时发现设备运行中的异常情况，为管理人员制订解决措施提供有效帮助。

（2）可消除人工巡检死角。采用传统的人工、机器人巡检模式会在巡检过程中出现一些检查不完全的现象。而高精度无人机的高空巡检范围可以全方位覆盖变电站架构等一些平时巡检检查不到的设备。在确定好具体的检查对象后，高精度无人机可以多角度对检查对象拍照检查，获取到图像资料，清除死角，消除传统巡检方式存在的问题。

（3）可提高巡检效率。高精度无人机飞行速度快，机身精致，飞行十分便利。可以在变电站巡检作业中根据巡视路线连续飞行检查，缩短了巡检时间，且巡检效率高。

1.2 应用缺陷

（1）容易失控。变电站中各种设备布局十分复杂，大量的电力设备会存在电磁辐射，无人机在巡视过程中会受电磁干扰，存在安全风险。在飞行过程中，应注意保持安全的飞行距离，避免在巡检的过程中出现失控的状况。

（2）光能转换效率较低。高精度无人机工作需要依靠电池进行供电，由于运行、工作时间不同，安装的电池也有一定区别。

基于这种问题，有关领域创设出了高精度无人机接触式自主充电技术，利用无人机机身与充电接口进行定位，用激光定位为两边的接头定位，这样在接触时就能实现精准定位。另外，高精度无人机还能用光能的方式进行充电，光能充电技术成本低，技术水平发展更成熟，但是缺点是光能转换效率较低，需要在充电的阶段不断调整，方便高精度无人机一边移动一边完成充电工作。

2 高精度无人机在变电站巡检中的应用

国内变电站巡检工作中应用高精度无人机技术年限较晚，应用时间也不长，高精度无人机本身具备的定位、识别等信息化技术和智能化分析能力已经发展得十分稳定，集多种先进技术和设备于一体，形成了一套一体化的智能型系统。对于变电站巡检工作来说，在巡检时会更加灵活便利，有着良好的发展前景。基于以上优势，以下主要对高精度无人机在变电站巡检中的应用进行详细分析。

2.1 导航和自动巡检技术在变电站的实际应用

首先，高精度无人机在进行变电站巡检工作时，有关人员可在实际的位置上利用导航和定位的功能，通过视觉导航获得变电站的监控数据，针对收集到的图像进行处理、技术优化，提高无人机在巡检工作中的实用性。此外，还可以在巡检的过程中，通过视频导航技术进行定位，结合实际环境进行拍照、测温等，以实现导航技术的最佳效用。高精度无人机自动巡检如图1所示。

图1 高精度无人机自动巡检

其次，高精度无人机在变电站巡检工作中可以利用激光反射光导航技术，在巡检时用激光对电力设备周遭的环境进行扫描，并借助系统将扫描的物体加以计算和分析，以此获得物体与机体之间的实际距离。之后高精度无人机就可以根据得到的位置数据进行导航与定位，提高距离分辨率，更准确地提高无人机的巡检效率，降低周遭因素对高精度无人机产生的干扰。激光导航技术能使高精度无人机在变电站巡检过程中精准捕获距离信息，智能化分析数据，自动进行误差校正。

最后，高精度无人机机身上配置惯性导航系统，利用陀螺仪等设备可提升无人机的飞行速度，更好地控制运动方向。通过提升速度和控制运动方向，高精度无人机能在巡检的过程中寻找到需要巡检的电力设施并收集信息，一旦出现位置偏差问题，可以自行针对问题进行校正，提升变电站巡检的工作效率。

高精度无人机在进行变电站巡检工作时，需要依靠综合的信息技术进行智能导航和定位，提前规划巡检的路线，通过传感器收集信息，在内部自行分析收集到的消息，实时掌握变电站内部电力设施的实际情况[1]。巡检人员在后台可以同步接收到无人机巡检过程中收集到的信息，及时反馈。无人机能够利用自身的自动导航定位功能，为巡检工作制订科学的巡航路线，有效提高变电站的设备巡检工作效率。另外，基于高精度三维点云为巡检自动规划路线，利用三维空间模型进行航线规划、航线安全校验，实现高精度无人机自动驾驶功能。

2.2 红外测温技术在变电站的实际应用

无人机在巡检的过程中，利用红外线测温的功能可以增强测温效果。在检测时能精准地分析并得到更可靠的评估结果，延长电力设备的寿命。无人机在对电力设备测量时，需要借助红外相机和其他信息化技术完成检测，在对设备表面反映出的温度进行详细分析的基础上，将分析后的结果反馈给后台的管理人员，使其了解变电站内电力设施的情况，使变电站设备的运行安全性得到保障。

2.3 影像采集技术在变电站的实际应用

无人机在巡检的过程通过搭载的相机，对设备进行影像采集，拍摄重要的图片或者视频上传到管理后台，并在平台内进行数据实时分析，为巡视消缺提供指导，降低电力设备故障发生的概率，保障电力系统有效运行。通过无人机巡检，能够合理规划电力系统管理路径，为其构建科学合理的运行模式，提高变电站运行效率和处理效率[2]。

2.4 高精度定位技术在变电站的实际应用

无人机的高精度定位功能能够为变电站巡检实现超精确的定位工作提供保证，可以满足无人机自主巡检的位置要求。有关领域可以利用GPS、RTK、北斗等组合方式，提高无人机的定位能力。上述技术能够使定位单位缩小至厘米级别，实现高精度无人机巡检作业[3]。

高精度定位的无人机在进入强干扰的飞行区域内也会受到干扰，导致罗盘失灵，无法正确判断飞行方向。基于这种情况，在高精度无人机的定位技术上，应用双天线测向技术，原有的无人机1根天线不足以抵抗变电站的强力磁场干扰，在原有基础上再加1根天线，使无人机可以用双根天线分别进行接收和发送信号数据。流动站根据2根天线的信号进行精确定位，获得之间的矢量数据，经过处理后的数据就能继续为无人机提供飞行方向，且天线之间距离越远，定位的精确度就越高。

2.5 无线通信技术在变电站的实际应用

在电力巡检中，无线通信有助于确保数据能够及时反馈给工作人员，保证其能够及早获取巡检结果。高精度无人机在巡检时要按照变电站的作业模式为后台提供信息，确保无人机与后台信息的交互。为了保证在巡检过程中无人机能正常运行，需要为其搭建一个稳定的信号传输通道，方便无人机为后台传输信息。首先，传输Wi-Fi技术能大面积覆盖变电站的各个位置，并且具有极快的传播速率，在短距离内能提供接近600Mbps的传输速率，实现高效传输，具体如图2所示。其次，UWB传输技术能保证通信的安全性，但是传输数据的范围较短，其频带宽的特性能保障无人机的定位效果。最后，Li-Fi技术要求采用无线电波进行数据传播，更能突显无人机工作的环保功效，提高无人机传输数据的保密性。

图2 无人机自动巡检通信

3 结束语

综上所述，利用高精度无人机进行变电站巡检，可以提升工作效率，及时、快速、精准地将巡检成果传递给电力部门，有利于巡检消缺人员为电力设施制订维护措施，这对电力维护工作来说十分重要。高精度无人机作为当今电力行业中的一种巡检新模式，能够有效降低人工成本，规避巡检过程中的风险，优化变电站的管理效率，为电力行业电力系统运行提供良好的保障。