变电站无人机巡检系统主要由无人机、地面控制终端、任务荷载、无人机巡辅助设备等组成，用于对变电站户外设备设施和周边环境进行巡视和检测。

一、系统的构成

由无人机、地面控制终端、任务荷载、数据处理分析终端、无人机辅助设备组成，详见图1。

图1 变电站无人机巡检系统组成

无人机：主要由机身、通信控制模块、动力模块等组成，用于搭载任务荷载对变电站进行飞行巡检。变电站巡检用无人机宜采用电动多旋翼无人机。

地面控制终端：用于控制无人机或任务荷载，主要由飞行控制模块、通信链路、显示单元等组成，目前常用的地面控制终端主要有：遥控手柄、无人机机场。其中无人机机场具备对无人机动力电池进行充电或换电操作，控制无人机完成起降、执行巡检任务、回收与储存无人机等功能的作业装置，部署安装在变电站支持无人机自主巡检作业开展。

任务荷载：主要包括可见光荷载、红外荷载和3D LiDAR扫描荷载等，用于数据的采集、记录和处理等。

数据处理分析终端：用于处理和分析如视觉图像、红外图像和激光点云等巡检数据，并生成所需的巡检结果。

无人机巡检辅助设备：主要包括飞行保障、安全保障、维保保障设备，用于辅助无人机作业保障及维保等。

二、变电站无人机巡检应用情况

中国、美国、法国、意大利、德国、英国、瑞典等全球多个国家已开展无人机在电力巡检应用。尤其是中国，应用场景更加丰富，无人机已在34个省（自治区、直辖市）的数百座变电站得到了现场应用，涵盖1000kV、±800kV、750kV、500kV、220kV、110kV等各电压等级变电站。

三、变电站无人机巡检必要性

变电站设备、设施布局紧凑复杂，呈高低布置，具有巡视区域广、点位多特点，由于视野和设备受限，对于高空区域设备的巡检存在不足和盲区。特别是一部分投运年限长的变电站，高空区域和设备顶端长期无法巡视到位，存在严重的安全隐患。因此，采用无人机可以从站内设备高处、多角度、多方位地对中高层设备及周边环境进行巡视检查。

四、变电站无人机巡检应用场景

目前，变电站无人机主要应用包括：（1）对避雷针、母线、绝缘子线夹等高空设备外观进行日常巡视检查及竣工验收；（2）检测主变、互感器、隔离开关设备等本体及接头等否有发热情况；（3）在台风、洪涝等灾害来临前后，对变电站周边环境进行快速巡查。典型应用场景如下：

1.设备巡检

无人机搭载高清可见光相机或红外相机，按巡检计划以厘米级定位自主飞至指定设备拍照点，对架构、避雷针、主变、断路器、隔离开关等一次设备或辅助设备进行可见光照片或红外照片的采集，详见图2-图6。

图2 架构巡检

图3 避雷针巡检

图4 变压器巡检

图5刀闸闭合状态巡检

图6 避雷器本体及接头测温

2.区域巡检

无人机可搭载高清可见光相机或红外相机，在指定设备区域上空向下进行连续的俯拍，从高空视角采集设备区的可见光或红外照片，快速进行异物识别或温度识别，详见图7、图8。

图7 变电站区域巡检

图8 变电站红外区域巡检

3.安保巡逻

无人机按既定路线从高空视角俯拍，实时回传视频，实现对整个变电站的日常安保巡逻，有效弥补视频监控盲区，预防异物入侵或快速预警。同时，也可对检修工作进行监视。

4.夜间特巡

在设备巡检基础上，无人机自身配备使用探照灯，配合厘米级定位，在夜间也能自主飞至指定设备拍照点对电气设备进行可见光或红外照片采集，详见图9。

图9 无人机夜间特巡

五、变电站无人机巡检应用发展趋势

随着无人机技术的发展，中国国家电网和南方电网等企业已制定、发布专项发展规划，正在加快推进变电站无人机巡检规模化应用，实施“机巡为主、人工为辅”的设备巡视策略，实现机器替代人工开展设备例行巡视，减少运维人员工作量, 降低登高巡视风险，进一步提高电力设备巡检质量。

来源: 无人机应用