隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活對(duì)電力需求的急增，高壓輸電線路漸伸到社會(huì)各角落，由此帶來(lái)的高壓巡線工作量迅速增大。電力需求來(lái)自社會(huì)生產(chǎn)生活，但電力生產(chǎn)集中于火電站 、水電站、風(fēng)電場(chǎng)、太陽(yáng)能發(fā)電廠等特定環(huán)境和地域。我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)的數(shù)量不斷增加，其覆蓋范圍也在持續(xù)擴(kuò)大。需求分散與電力生產(chǎn)相對(duì)集中存在矛盾，這給輸電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展帶來(lái)挑戰(zhàn)。

規(guī)模大且分散的輸電網(wǎng)，承擔(dān)電力配送的重任。由于輸電線路設(shè)備長(zhǎng)期暴露在野外，受到持續(xù)的機(jī)械張力、雷擊閃絡(luò)、材料老化、覆冰及人為因素的影響，產(chǎn)生倒塔、斷股、磨損、腐蝕、舞動(dòng)等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象若得不到及時(shí)處理，會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)的運(yùn)行和電力供應(yīng)。絕緣子還存在著由樹木生長(zhǎng)、雷擊損傷而引起高壓放油和絕緣劣化的情況，而這些情況也又會(huì)導(dǎo)致輸電線路事故。此外，還必須及時(shí)處理如桿塔被偷盜這樣的意外事件。

巡檢是對(duì)相關(guān)電力設(shè)備進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，以便排除。變電站、輸電站、桿塔、發(fā)電廠的輸變電線網(wǎng)路等都需要日常巡檢維護(hù)，特別是桿塔、線路、變電站等環(huán)境，設(shè)備數(shù)量和種類多，各設(shè)備環(huán)環(huán)相扣，加上線路長(zhǎng)，一旦隱患未及時(shí)排除，輕則無(wú)法正常運(yùn)行，重則影響周邊大面積區(qū)域的正常生產(chǎn)生活，甚至造成人身傷害。高空作業(yè)，山地多、水網(wǎng)密、地形復(fù)雜多變的環(huán)境，需要數(shù)量龐大的人員來(lái)維護(hù)，也給人們生命安全和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

傳統(tǒng)的人工巡線方法不僅工作量大，流程復(fù)雜、嚴(yán)謹(jǐn)、費(fèi)時(shí)費(fèi)力且危險(xiǎn)系數(shù)高，特別是對(duì)山區(qū)和跨越大江大河等不同地域、綿延于復(fù)雜地形上的輸電線路巡檢，以及在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡、夜晚期間的巡線檢查，山川丘陵等給巡線帶來(lái)困難，也消耗了大量人力。而對(duì)于某些特殊線路區(qū)域和巡檢項(xiàng)目，人工巡線方法目前還難以完成。

此前主要靠人工完成的巡檢，仍不時(shí)有因?yàn)檠矙z不到位引起的重大事故先生。究其原因，事故多是巡檢相關(guān)人員疏忽大意或疲勞所致，即使巡檢流程完善、嚴(yán)謹(jǐn)，仍避免不了人工帶來(lái)的漏洞，甚至由于巡檢環(huán)節(jié)較多，使得巡檢人員將責(zé)任互相轉(zhuǎn)嫁推諉，并且電力設(shè)備設(shè)施巡檢故障類型多，某些故障人工巡檢維護(hù)較為困難，甚至威脅工作人員人身安全。

輸電線路大多位處人煙稀少的郊區(qū)，遠(yuǎn)離市中心，需要特巡特維線路占全部線路比重的20%，運(yùn)檢難度大、質(zhì)量要求高等條件讓愿意從事巡檢工作的人越來(lái)越少。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)現(xiàn)有輸電線路運(yùn)檢人員的年均增長(zhǎng)率不足 3%，2019 年底缺員高達(dá) 34%，巡檢專業(yè)人員數(shù)量少、人工效率低、危險(xiǎn)系數(shù)高等問(wèn)題日益突出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2014-2018 年國(guó)內(nèi)因架空線路巡檢造成的人身傷亡事故 238 起，因輸電線路故障造成經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元。針對(duì)輸電專業(yè)人員數(shù)量與設(shè)備規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)日益突出的矛盾，

為了降低電廠電站和電力線路的運(yùn)維成本、提高電力設(shè)備設(shè)施的可利用率，探索能夠取代人力、更為科學(xué)、合理的電力線路巡檢方法勢(shì)在必行。

傳統(tǒng)的人工架線、巡線方式正漸過(guò)渡到掛線無(wú)人機(jī)、固定翼飛機(jī)巡線和直升機(jī)巡線。但或多或少有操作復(fù)雜 、準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，無(wú)法精準(zhǔn)懸停等缺點(diǎn)。各類無(wú)人機(jī)巡線方式是為了應(yīng)對(duì)上述復(fù)雜情形下線路任務(wù)而生的。無(wú)人機(jī)作為一種新興的技術(shù)，成功地給亟待尋求高效率、安全的巡檢方式帶來(lái)了曙光，已成為電力行業(yè)的重要巡檢手段之一。區(qū)別于傳統(tǒng)的輸變配專業(yè)運(yùn)維管理模式受環(huán)境影響大、勞動(dòng)效率低的特點(diǎn)，無(wú)人機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，和較高的效率。在崇山峻嶺，嚴(yán)重改道，或空間復(fù)雜的環(huán)境中，均可展開作業(yè)。

電力巡檢無(wú)人機(jī)，可執(zhí)行精細(xì)化巡檢任務(wù)，用可見光設(shè)備對(duì)線路設(shè)備本體和附屬設(shè)施開展巡檢；常規(guī)化巡檢任務(wù)，用可見光設(shè)備對(duì)通道環(huán)境、桿塔、基礎(chǔ)、絕緣子等；也可執(zhí)行 特殊化巡檢任務(wù)，用雷達(dá)、紅外儀器。

相比傳統(tǒng)的人工巡檢方式，無(wú)人機(jī)電力巡檢具有更快速、更便捷、更安全的優(yōu)點(diǎn)。一是提高效率和準(zhǔn)確性，缺陷發(fā)現(xiàn)率高。傳統(tǒng)電力巡檢方式通常依賴于人工巡檢和車輛巡檢，這種方式不僅耗時(shí)較長(zhǎng)，而且受地形、天氣等因素影響較大。純靠人力檢測(cè)本身就是一個(gè)巨大隱患，巡檢員很難一處不落的發(fā)現(xiàn)所有隱患，而在電網(wǎng)的運(yùn)行中，任何微小的安全問(wèn)題都有可能造成事故，導(dǎo)致大面積的供電癱瘓，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；相比之下，無(wú)人機(jī)電力巡檢則具有更高的效率和準(zhǔn)確性。無(wú)人機(jī)可搭載多種傳感器和高清攝像頭，對(duì)輸電線路進(jìn)行全方位、高清晰度的拍攝。通過(guò)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可對(duì)線路缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和分類，有效提高巡檢的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，無(wú)人機(jī)電力巡檢能夠大幅縮短巡檢周期，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，無(wú)人機(jī)巡檢效率是人工巡檢的８～１０倍（考慮到無(wú)人機(jī)可在高空帶電下完成作業(yè)，無(wú)需拉網(wǎng)斷電后巡檢，則較人工巡線效率高40倍）。

二是避免安全事故，確保人員安全。電網(wǎng)設(shè)施通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，環(huán)境復(fù)雜、危險(xiǎn)因素較多。傳統(tǒng)巡檢方式需要人工攀爬電線桿或塔架，不僅工作量大、效率低，而且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，無(wú)人機(jī)電力巡檢則更加安全可靠。無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡檢時(shí)，工作人員可在遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)，避免與高壓線路的直接接觸，有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)。此外，無(wú)人機(jī)可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，如高山、荒漠、沼澤等，為電網(wǎng)設(shè)施的全面覆蓋提供了可能性，進(jìn)一步保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。三是推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)。智能電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，而無(wú)人機(jī)電力巡檢在推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)方面具有重要作用。首先，無(wú)人機(jī)可搭載多種傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，為調(diào)度決策提供有力支持。例如，在電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，無(wú)人機(jī)可以協(xié)助規(guī)劃線路路徑，提高選線準(zhǔn)確性和效率；在防災(zāi)減災(zāi)方面，無(wú)人機(jī)可對(duì)受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的評(píng)估，為救援和恢復(fù)工作提供有力支持。

總之，無(wú)人機(jī)電力巡檢具有高效率、高精度、高安全性等諸多優(yōu)勢(shì)，為電力行業(yè)帶來(lái)了革命性的變革。

無(wú)人機(jī)電力巡檢的技術(shù)可行性

歸納來(lái)看，電力巡檢無(wú)人機(jī)大體有如下關(guān)鍵技術(shù)

1環(huán)境智能感知技術(shù)

實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)對(duì)環(huán)境的感知是智能化、自主化巡檢的前提，要求無(wú)人機(jī)能實(shí)現(xiàn)全天候巡檢情況下對(duì)周邊環(huán)境的感知。

即時(shí)定位與構(gòu)建技術(shù)（SLAM）是搭載環(huán)境感知傳感器等的運(yùn)動(dòng)主體，在未知環(huán)境或已知地圖中利用傳感器對(duì)環(huán)境的觀測(cè)信息創(chuàng)建地圖或增量式更新優(yōu)化地圖。在SLAM算法中，要通過(guò)在已創(chuàng)建的未知環(huán)境地圖中進(jìn)行定位，而未知環(huán)境精確地圖的建立依賴于無(wú)人機(jī)定位算法的準(zhǔn)確性，定位與地圖密切相關(guān)、相互依賴。按主要的傳感器類型，SLAM技術(shù)可分為視覺和激光兩類，其中，激光雷達(dá)處理速度快，數(shù)據(jù)精度高，可高效響應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境下場(chǎng)景變化，主流廠家采用激光SLAM，獲取現(xiàn)場(chǎng)激光點(diǎn)云地圖，并利用幀間匹配、回環(huán)檢測(cè)等手段，掃描周圍環(huán)境信息形成激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以第一幀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)后一幀點(diǎn)云數(shù)據(jù)疊加到前面幀點(diǎn)云數(shù)據(jù) 的原則，進(jìn)而形成全局地圖。

激光SLAM框架一般分為前端掃描匹配、后端優(yōu)化、閉環(huán)檢測(cè)、地圖構(gòu)建四個(gè)模塊。前端是是核心步驟。內(nèi)容是已知前一幀設(shè)備無(wú)人機(jī)位姿，利用相鄰幀間關(guān)系估計(jì)當(dāng)前幀的位姿；前端能給出短時(shí)間內(nèi)站點(diǎn)無(wú)人機(jī)位姿和站點(diǎn)地圖，但由于不可避免的誤差累積，后端是在長(zhǎng)時(shí)間增量式掃描匹配后優(yōu)化里程計(jì)及地圖信息；閉環(huán)負(fù)責(zé)通過(guò)檢測(cè)閉環(huán)而減少站點(diǎn)全局地圖的漂移現(xiàn)象，以生成全局一致性地圖；地圖構(gòu)建則負(fù)責(zé)生成和維護(hù)站點(diǎn)全局地圖。

2路徑最優(yōu)規(guī)劃技術(shù) 。指通過(guò)環(huán)境感知，智能規(guī)劃一條從起點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn) 的路徑，盡量確保該路徑最短最合理。對(duì)于巡檢無(wú)人機(jī)人路徑規(guī)劃，其關(guān)鍵問(wèn)題有：一是全局路徑規(guī)劃問(wèn)題。已知全局環(huán)境信息，如何通過(guò)合理的路線設(shè)置，規(guī)劃可飛行范圍，規(guī)避靜態(tài)障礙物。二是最短路徑搜索問(wèn)題。針對(duì)已規(guī)劃的路徑，如何求解地圖中兩點(diǎn)問(wèn)最短距離。前者最直接最可行是人工路徑設(shè)置，就是結(jié)合實(shí)際環(huán)境，人為進(jìn)行路線設(shè)計(jì)，充分考慮靜態(tài)障礙物的分布范圍，設(shè)置巡檢無(wú)人機(jī)的可飛行區(qū)域。此法適于有較明顯的無(wú)人機(jī)飛行航路的地圖環(huán)境，且人工設(shè)置航路需要借助可視化工具。除了人工設(shè)置的話，自由空間法用結(jié)構(gòu)空間的方法對(duì)周圍環(huán)境 進(jìn)行建模，并將巡檢無(wú)人機(jī)視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，保證其在建模環(huán)境中避開障礙物從起始點(diǎn)向目標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)。同時(shí)，基于人工智能的研究，多種智能路徑規(guī)劃法如蟻群算法、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊控制算法等。

關(guān)于最短路徑搜索，根據(jù)先驗(yàn)地圖環(huán)境 模型和全局路徑信息尋找 從起點(diǎn)至目標(biāo)點(diǎn)的最優(yōu)算法。傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法是根據(jù)無(wú)人機(jī)巡檢任務(wù)和巡檢環(huán)境的不同，將相關(guān)環(huán)境信息提前載入算法內(nèi)。A＊算法是常用的一種使用代價(jià)函數(shù)描述地圖上兩點(diǎn)間路徑通過(guò)代價(jià)，遞歸搜索通過(guò)代價(jià)最小的路徑方法。DIJKSTRA算法是圖論中求取最短路徑的算法，主要尋找一點(diǎn)至其余各點(diǎn)的最短路徑。FLOYD算法是動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，可解決有向圖中任意兩點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題。

全局路徑規(guī)劃，算法具體形式包括：確定起點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題，即確定終點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題；確定起點(diǎn)終點(diǎn)的最短路徑問(wèn)題即全局最短路徑問(wèn)題，算法有DIJKSTAR算法、A＊算法。

由于在無(wú)人機(jī)巡檢路徑規(guī)劃時(shí)，傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法很難解決高維空間、非線性及離散連續(xù)變量混合等問(wèn)題，因此智能優(yōu)化路徑規(guī)劃算法應(yīng)運(yùn)而生。目前，應(yīng)用較廣泛的智能優(yōu)化路徑規(guī)劃算法有遺傳算法、粒子群算法等。

3圖像自主采集技術(shù)。在巡檢中，最要的就是采集設(shè)備儀表的圖像。在讀取現(xiàn)場(chǎng)儀表示數(shù)的過(guò)程中，存在較大難度。大部分現(xiàn)場(chǎng)儀表由于成本和歷史原因，都是選擇現(xiàn)場(chǎng)指示儀表，不具有智能儀表的遠(yuǎn)傳功能，只能是巡檢無(wú)人機(jī)通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺方法云讀取示數(shù)。這些示數(shù) 有的是數(shù)字，有的是指針，且每個(gè)站的工況不同，用的儀表種類不同。還存在室外不同光照、無(wú)人機(jī)不同拍攝角度、不同程度的遮擋和模糊等情況，這些都給無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)儀表檢測(cè)和示數(shù)識(shí)別功能帶來(lái)了極大難度。

無(wú)人機(jī)定位導(dǎo)航精度和云臺(tái)控制精度都存在一定誤差，在無(wú)人機(jī)執(zhí)行巡檢任務(wù)中，可見光相機(jī)調(diào)取相機(jī)參數(shù)、獲取設(shè)備圖像時(shí)，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備未在視場(chǎng)中心、甚至偏離視場(chǎng)，導(dǎo)致獲取設(shè)備圖像失敗，由于出現(xiàn)了一種基于設(shè)備模板庫(kù)的視覺伺服控制技術(shù)。依據(jù)無(wú)人機(jī)云臺(tái)預(yù)置位，驅(qū)使云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)相機(jī)焦距和倍率，形成自動(dòng)巡檢模式下大視場(chǎng) 的設(shè)備小圖，比對(duì)模板庫(kù)中的設(shè)備小圖，提取目標(biāo)圖像位置的像素差、計(jì)算視場(chǎng)中的水平與垂直角度偏差，控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，使目標(biāo)向視場(chǎng)中心偏移，校正因?qū)Ш胶驮婆_(tái)控制誤差產(chǎn)生的目標(biāo)點(diǎn)偏離。此校正過(guò)程雖然可糾偏，但增加了巡檢時(shí)間，降低了巡檢效率。如何快速地伺服校正成為當(dāng)前無(wú)人機(jī)技術(shù)提升的重點(diǎn)。

對(duì)于儀表檢測(cè)，級(jí)聯(lián)檢測(cè)器是使用范圍最廣、最經(jīng)典的物體檢測(cè)器之一。選擇性搜索的策略是為圖像中多物體檢測(cè)計(jì)算出很多的候選區(qū)域，這是后續(xù)基于深度學(xué)習(xí)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)。

巡檢中最重要工作就是采集設(shè)備儀表信息。無(wú)人機(jī)通過(guò)定位導(dǎo)航算法到達(dá)指定點(diǎn)位后，需要在圖像中檢測(cè)是否有對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備儀表。若未檢測(cè)到，則調(diào)整無(wú)人機(jī)姿態(tài)，重新獲取圖像，直到檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備儀表。否則 經(jīng)多次調(diào)整仍未檢測(cè)到設(shè)備儀表，當(dāng)作異常情況處理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳回控制室，由人工接管。如輸入圖片中已經(jīng)檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)備儀表，則將檢測(cè)到的位置輸入后續(xù)的識(shí)別算法，提取其刻度區(qū)域和指針區(qū)域，最后通過(guò)識(shí)別模塊識(shí)別出儀表的指針示數(shù)和數(shù)字示數(shù)。

4聲音識(shí)別技術(shù)。無(wú)人機(jī)普遍搭載拾音器，能對(duì)設(shè)備聲音進(jìn)行采集?；诼曇粜盘?hào)的設(shè)備檢測(cè)方法，可讓巡檢無(wú)人機(jī)代表人工“聽”設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常自動(dòng)檢測(cè)及環(huán)境噪聲分析。但完全的聲音識(shí)別還存在困難。一是聲音采集困難，環(huán)境中往往集中在大量設(shè)備，各設(shè)備聲音、環(huán)境聲音交叉干擾，難以區(qū)分。二是沒有聲音識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備聲音識(shí)別沒有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采集到的聲音提取特征值后，無(wú)法從聲音樣本來(lái)判斷設(shè)備是否存在異常。

將聲音看作類似于波的載體，波紋上攜帶信息，聲音識(shí)別是將輸入的一段時(shí)間上攜帶信息的序列化數(shù)據(jù)，以一種人類能獲取重要信息方式輸出的技術(shù)。

聲音數(shù)據(jù)的預(yù)處理是信號(hào)處理和特征提取部分。在建立聲學(xué)模型前，要通過(guò)預(yù)處理技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行消除噪聲和信道增強(qiáng)處理，將音頻信號(hào)通過(guò)處理從時(shí)域轉(zhuǎn)化到頻域，這樣聲學(xué)模型可從處理后的信號(hào)中獲取 較有效的特征向量，再將獲取的特征向量來(lái)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)模型得分，將其與語(yǔ)言模型中得到的語(yǔ)言模型評(píng)分相匹配，最后通過(guò)解碼搜索模塊來(lái)綜合這兩種得分，且選擇其中得分最高的詞序列作為最優(yōu)的識(shí)別結(jié)構(gòu)，以上是聲音識(shí)別的原理。

聲音數(shù)據(jù)處理由特征提取、聲學(xué)模型、語(yǔ)言模型、字典庫(kù)與解碼這四個(gè)過(guò)程組成。為高效地提取樣本信號(hào)特征，需對(duì)樣本聲音信號(hào)進(jìn)行濾波、降噪等預(yù)處理工作，將目標(biāo)信號(hào)從原始聲音信號(hào)中分離出來(lái)；特征提取是將聲音信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換為頻域，為聲學(xué)模型提供相關(guān)特征向量；聲學(xué)模型是用聲學(xué)特性計(jì)算出特征向量在聲學(xué)特征上的相對(duì)評(píng)分，最后提供字典庫(kù)，對(duì)得到的詞組序列做解碼處理，并獲得相對(duì)應(yīng)的文本信息。

5紅外測(cè)溫技術(shù)。巡檢一般是目測(cè)、聲測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，其中以目測(cè)為主。后來(lái)使用紅外測(cè)溫裝置檢測(cè)熱缺陷的方式，檢測(cè)設(shè)備安全。無(wú)人機(jī)搭載紅外熱成像儀，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備紅外測(cè)溫。代替人工原有的手持紅外熱成像儀檢測(cè)設(shè)備熱點(diǎn)，及用遠(yuǎn)程監(jiān)控法代替人工現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保障人員安全。

紅外圖像溫度識(shí)別技術(shù)目前較成熟，根據(jù)物體的紅外輻射度判斷其溫度高低，設(shè)備分為制冷焦平面熱成像儀和非制冷焦平面熱成像儀。

依據(jù)熱輻射熱量實(shí)現(xiàn)設(shè)備的溫度檢測(cè)，繼而保障設(shè)備在正常的工作溫度范圍內(nèi)。實(shí)現(xiàn)機(jī)制為，先由傳感器單元收集設(shè)備在紅外測(cè)溫輻射過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，其次將采集的輻射熱量經(jīng)紅外探測(cè)設(shè)備與信號(hào)處理單元，傳遞為信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，之后經(jīng)過(guò)顯示單元顯示信號(hào)數(shù)據(jù)，設(shè)備運(yùn)維工作根據(jù)溫度信號(hào)信息，判斷設(shè)備是否處于正常工作的范圍內(nèi)。同時(shí)紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)顯示能達(dá)成站點(diǎn)設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)的目的，以準(zhǔn)確把控故障位置。

6局部放電檢測(cè)技術(shù)。主要是對(duì)絕緣介質(zhì)間放電情況的檢測(cè)。方法有光學(xué)檢測(cè)法，超聲波檢測(cè)法、暫態(tài)地電波檢測(cè)法、超高頻法。

光學(xué)檢測(cè)法是利用光電倍增器，檢測(cè)放電中產(chǎn)生的光信號(hào)，是檢測(cè)技術(shù)中靈敏度最高的方法，但由于玻璃和SF6等物質(zhì)對(duì)光子信號(hào)吸收能力強(qiáng)，無(wú)法透過(guò)開關(guān)柜對(duì)局部放電情況 進(jìn)行檢測(cè)，這就決定了此方法只能采取離線檢測(cè)法，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

超聲波檢測(cè)法。局部放電激發(fā)的超聲信號(hào)帶寬較寬，可在電力柜外用聲發(fā)射傳感器檢測(cè)到。由于超聲波檢測(cè)法是非侵入式，所以它對(duì)設(shè)備內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的電磁場(chǎng)沒有影響、受設(shè)備外的噪聲影響較小。但由于聲信號(hào)在通過(guò)絕緣子和SF6時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定衰減，導(dǎo)致部分情況下的局部放電無(wú)法被準(zhǔn)確檢測(cè)。

暫態(tài)地電波檢測(cè)法。高壓電氣設(shè)備在局部放電時(shí)，局部電場(chǎng)的擊穿短路導(dǎo)致兩端導(dǎo)體內(nèi)一部分電荷被釋放出來(lái)，在導(dǎo)體上以電磁波形式傳播，形成電流，聚集在外殼屏蔽的內(nèi)表面，并在屏蔽不連續(xù)處形成暫態(tài)電壓脈沖信號(hào)。再將暫態(tài)電壓磁沖信號(hào)經(jīng)過(guò)電容藕合出來(lái)，通過(guò)降噪放大檢測(cè)出來(lái)，這方法檢測(cè)頻帶可達(dá)1至25MHZ,并具備較高的檢測(cè)靈敏度。

超高頻法檢測(cè)法。檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的超高頻為300MHZ至3GZ，噪聲干擾的頻率在500MHZ以下，因此超高頻法的抗干擾能力很強(qiáng)。但由于超高頻信號(hào)距離局部放電源越遠(yuǎn)，衰減越大，要求傳感器離局部放電源較近，不適于開關(guān)柜的局部放電檢測(cè)。

基于豐富的電力高壓柜放電檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，采用超聲波，地電波的檢測(cè)方式，通過(guò)兩種方法的互補(bǔ)和對(duì)比，拓寬了檢測(cè)頻帶，提高了檢測(cè)靈敏度，并結(jié)合時(shí)間緯度上的趨勢(shì)分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備局部放電的精確監(jiān)測(cè)。  

無(wú)人機(jī)電力巡檢之技術(shù)展望

電力相關(guān)單位順應(yīng)能源革命與數(shù)字革命融合發(fā)展趨勢(shì)，積極推進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用。2013年國(guó)家電網(wǎng)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家電網(wǎng)”)和中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“南網(wǎng)公司”)便開始了輸電線路的巡檢試點(diǎn)工作，并于2015年推出了《架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》等電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面推廣無(wú)人機(jī)線路巡檢。2021年9月國(guó)家電網(wǎng)無(wú)人機(jī)自主巡檢規(guī)模化應(yīng)用上線投入運(yùn)行，并構(gòu)建了缺陷識(shí)別樣本庫(kù)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了輸電線路和桿塔的高效巡檢，對(duì)典型缺陷的發(fā)現(xiàn)率達(dá)到了80%，實(shí)現(xiàn)了“機(jī)巡為主+人巡為輔”的協(xié)同巡檢目標(biāo)。為了提高變電站的運(yùn)檢質(zhì)效，各電力公司也在積極開展變電站無(wú)人機(jī)巡檢試點(diǎn)工作。

客觀地講，隨著無(wú)人機(jī)在電力巡檢中推廣應(yīng)用，無(wú)人機(jī)巡檢仍有一些不足和問(wèn)題也逐漸暴露，現(xiàn)階段亟待解決的問(wèn)題。

如果在標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范缺失、在關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步提純與進(jìn)步、在無(wú)人機(jī)抗電磁干擾等方面進(jìn)一步提升，電力巡檢無(wú)人機(jī)必將迎來(lái)無(wú)比美好燦爛的明天。

具體說(shuō)，就是在充分論證無(wú)人機(jī)安全性、適用性的基礎(chǔ)上，制定變電站無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，針對(duì)不同電壓等級(jí)、電流等級(jí)的變電設(shè)備(有功/無(wú)功)，不同的應(yīng)用場(chǎng)景(室內(nèi)/室外)，不同的巡檢需求(設(shè)備巡視、安保巡視、特殊巡視，可見光、紅外光、紫外光等)，推薦不同的無(wú)人機(jī)作業(yè)機(jī)型和匹配的巡檢模式、巡檢路徑和巡檢系統(tǒng)。制定變電站無(wú)人機(jī)智能巡檢施工建造/改造技術(shù)方案，降低新建變電站無(wú)人機(jī)巡檢難度，通過(guò)適應(yīng)性布置和設(shè)備選型，提高巡檢安全性和效率，針對(duì)不適合開展無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)的變電站，開展適應(yīng)性改造。

無(wú)人機(jī)缺陷識(shí)別技術(shù)上尚需深入研究。隱患缺陷的發(fā)現(xiàn)是無(wú)人機(jī)巡檢的主要目的，但電力設(shè)備設(shè)施的故障類型多、表現(xiàn)形式復(fù)雜（如輸電方面，桿塔類缺陷如筑鳥巢、掛異物、鐵銹、零部件丟失或松動(dòng)；絕緣子缺陷如閃絡(luò)、破損、自爆、雷擊、閃路、瓷絕緣子零值等；導(dǎo)線類缺陷如導(dǎo)地線斷股、散股、懸掛異物、銹蝕、交叉跨越、間距不足；接地類裝置缺陷如斷裂、腐蝕、接地電阻破壞、接地面積不夠；金具類缺陷如耐張跳線線夾發(fā)熱、螺栓平帽、缺螺帽、間隔棒跑位、金具磨損、缺螺釘、缺少螺片、金具銹蝕；附屬設(shè)施類如桿塔歪斜、桿塔牌等生銹、缺失、標(biāo)識(shí)褪色、防鳥設(shè)施損失、未安裝到位）等。目前無(wú)人機(jī)巡檢自動(dòng)識(shí)別隱患的準(zhǔn)確性有提升空間，缺陷發(fā)現(xiàn)率達(dá)不到預(yù)期，仍需人工研判。為提高隱患缺陷識(shí)別的自動(dòng)化水平，一方面要提高巡視數(shù)據(jù)和結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，更重要的是海量缺陷樣本庫(kù)的構(gòu)建和隱患缺陷識(shí)別算法的開發(fā)，大力推進(jìn)基于圖像識(shí)別的隱患缺陷判斷和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的缺陷智能診斷，借助于AI技術(shù)的快速發(fā)展和大數(shù)據(jù)算力的提升，實(shí)現(xiàn)電力無(wú)人機(jī)巡檢的智能化已成為現(xiàn)實(shí)的可能。

相信這一天很快就會(huì)到來(lái)！