變電站無人機巡檢系統主要由無人機、地面控制終端、任務荷載、無人機巡輔助設備等組成，用于對變電站戶外設備設施和周邊環境進行巡視和檢測。

一、系統的構成

由無人機、地面控制終端、任務荷載、數據處理分析終端、無人機輔助設備組成，詳見圖1。

圖1 變電站無人機巡檢系統組成

無人機：主要由機身、通信控制模塊、動力模塊等組成，用于搭載任務荷載對變電站進行飛行巡檢。變電站巡檢用無人機宜采用電動多旋翼無人機。

地面控制終端：用于控制無人機或任務荷載，主要由飛行控制模塊、通信鏈路、顯示單元等組成，目前常用的地面控制終端主要有：遙控手柄、無人機機場。其中無人機機場具備對無人機動力電池進行充電或換電操作，控制無人機完成起降、執行巡檢任務、回收與儲存無人機等功能的作業裝置，部署安裝在變電站支持無人機自主巡檢作業開展。

任務荷載：主要包括可見光荷載、紅外荷載和3D LiDAR掃描荷載等，用于數據的采集、記錄和處理等。

數據處理分析終端：用于處理和分析如視覺圖像、紅外圖像和激光點云等巡檢數據，并生成所需的巡檢結果。

無人機巡檢輔助設備：主要包括飛行保障、安全保障、維保保障設備，用于輔助無人機作業保障及維保等。

二、變電站無人機巡檢應用情況

中國、美國、法國、意大利、德國、英國、瑞典等全球多個國家已開展無人機在電力巡檢應用。尤其是中國，應用場景更加豐富，無人機已在34個?。ㄗ灾螀^、直轄市）的數百座變電站得到了現場應用，涵蓋1000kV、±800kV、750kV、500kV、220kV、110kV等各電壓等級變電站。

三、變電站無人機巡檢必要性

變電站設備、設施布局緊湊復雜，呈高低布置，具有巡視區域廣、點位多特點，由于視野和設備受限，對于高空區域設備的巡檢存在不足和盲區。特別是一部分投運年限長的變電站，高空區域和設備頂端長期無法巡視到位，存在嚴重的安全隱患。因此，采用無人機可以從站內設備高處、多角度、多方位地對中高層設備及周邊環境進行巡視檢查。

四、變電站無人機巡檢應用場景

目前，變電站無人機主要應用包括：（1）對避雷針、母線、絕緣子線夾等高空設備外觀進行日常巡視檢查及竣工驗收；（2）檢測主變、互感器、隔離開關設備等本體及接頭等否有發熱情況；（3）在臺風、洪澇等災害來臨前后，對變電站周邊環境進行快速巡查。典型應用場景如下：

1.設備巡檢

無人機搭載高清可見光相機或紅外相機，按巡檢計劃以厘米級定位自主飛至指定設備拍照點，對架構、避雷針、主變、斷路器、隔離開關等一次設備或輔助設備進行可見光照片或紅外照片的采集，詳見圖2-圖6。

圖2 架構巡檢

圖3 避雷針巡檢

圖4 變壓器巡檢

圖5刀閘閉合狀態巡檢

圖6 避雷器本體及接頭測溫

2.區域巡檢

無人機可搭載高清可見光相機或紅外相機，在指定設備區域上空向下進行連續的俯拍，從高空視角采集設備區的可見光或紅外照片，快速進行異物識別或溫度識別，詳見圖7、圖8。

圖7 變電站區域巡檢

圖8 變電站紅外區域巡檢

3.安保巡邏

無人機按既定路線從高空視角俯拍，實時回傳視頻，實現對整個變電站的日常安保巡邏，有效彌補視頻監控盲區，預防異物入侵或快速預警。同時，也可對檢修工作進行監視。

4.夜間特巡

在設備巡檢基礎上，無人機自身配備使用探照燈，配合厘米級定位，在夜間也能自主飛至指定設備拍照點對電氣設備進行可見光或紅外照片采集，詳見圖9。

圖9 無人機夜間特巡

五、變電站無人機巡檢應用發展趨勢

隨著無人機技術的發展，中國國家電網和南方電網等企業已制定、發布專項發展規劃，正在加快推進變電站無人機巡檢規模化應用，實施“機巡為主、人工為輔”的設備巡視策略，實現機器替代人工開展設備例行巡視，減少運維人員工作量, 降低登高巡視風險，進一步提高電力設備巡檢質量。

來源: 無人機應用