【电力】无人机和机器人在电力行业的应用

已有新闻媒体报道，在电力领域，机器人、无人机系统正逐步导入变电站，输电线路等巡检项目中，从目前的应用情况看，机器人、无人机介入电力巡检或值守工作有实战价值吗？

                                            

海康威视能源行业解决方案业务部产品经理江智洲表示，机器人通过搭载中型双舱热成像，热成像部分对变电站一次设备的触头进行测温，一旦出现温度越限的情况就能及时报警，同时可见光部分能对过热部分进行观察，以确定过热原因，是否是接触不良、螺丝脱离等原因。有些可见光摄像机还能实现智能分析功能，比如智能读表、刀闸分析等功能。在变电站的实际应用中，机器人受环境的影响还是比较大的（比如北方区域），一旦出现积雪覆冰，机器人就可能出现打滑、跑偏的情况，严重的话甚至冲出预定线路。无人机的应用主要集中在输电线路巡检工作中，在变电站的应用较少，因为变电站内有大量一次设备，一旦出现无人机失控或者坠落的情况，就会危及变电站的安全运行。

无论是机器人也好，还是无人机也罢，李顺表示，这都是监控的一种补充，在遇有突发事件时或者人力巡查时可以此提供比较有价值的帮助。但无论是从其续航时间还是需要人工操控角度来看，它都无法取代监控摄像机的功能。在常规24小时电站监测工作中，依旧得依靠普通监控摄像机来实现。而且无人机由于体积的受限，存储能力大大不如网络硬盘录像机，而且是在目前网络硬盘录像机大部分也是支持3G/4G无线传输的情况下，摄像机搭配3G/4G网络硬盘录像机，已经可以非常好的满足变电站的常规监测要求。

从价值角度看，金建德指出，无人机和机器人的引入，可以强化无人值守变电站的建设，减轻运维人员工作压力，提高巡检效率和智能化水平；可以实现对人员不能到达或不便于到达部位的巡检，如无人机，可以用于输电线路的巡检，电站或变电站的多维视角监控，可与站内的监控系统优势互补，形成立体防护；如机器人，可以在高温高压高磁场环境工作，通过设定路线，多角度全覆盖将前方的检测数据、视频数据收集返回。总之可以作为人工巡检的有效补充，并在一些应用场景下的完全替代。但同时金建德指出了这类新兴技术有不足，即设备的稳定性、可靠性问题。对于实现无人值守，完全替代人员，设备的可靠性决定了其应用效果，否则反而会增加运维人员的工作量；如电池续航能力、通讯。设备的操控精度也非常重要，否则对巡检区域的设备造成威胁，影响电力设备的运行甚至毁坏设备；如无人机应用在输电线路的巡检，失控偏航碰撞高压电缆；如机器人偏离轨道，误入设备区或跌落到水沟，需要人员到现场纠偏。

虽然电力领域推广机器人、无人机系统应用，在代替人工巡检方面，这两个系统具备无以伦比的优势。但大立科技产品经理陈红强指出了现实应用中存在的问题：一、任何一款自动行走的机器人系统都无法在覆冰、积雪的情况下运行，在我国北方的部分变电站一年有3到4个月处于积雪状态，这期间的设备工作状态监控如何处理？千万不要说要求变电站工作人员将机器人行走道路清除干净这种不考虑实际情况的话语。有能力清除积雪的变电站都不是无人值守的智能变电站。二、无人机在电力系统应用主要是完成电力线路工作状态巡视，在“人民网阳江12月29日电(杨杰利)“等4G无人机即摄即传推广了，电力线路巡检就再不用翻山越岭，也不用爬上爬下啦。”一文中，该无人机的图片是一种视距内飞行的无人机、这种无人机的飞行状态完全需要人工操作，如果在一个杆塔下方操作无人机去巡视杆塔上方的设备状态，的确可以做到“不用爬上爬下啦”。但是这种飞行器可以做到从一个山头远距离去巡视另一个山头上的杆塔吗？，能做到“再不用翻山越岭”了吗？所以，新技术、新装备的应用是好事情，但一定要结合各地的实际情况，实事求是地应用，将有限的资源更加合理的应用。

中兴力维系统集成方案技术部行业技术总监庄建东指出，机器人和无人机的优势是部署比较方便，应用比较灵活。第二是减少人员的投入，降低人员成本，利用机器人和员无人机，人员就不用下站，或是可以减少下站的次数。无人机也一样，人员巡检可能需要半天或是更长时间，但是利用无人机半个小时就可以解决了。相对传统的监控系统建设时间周期，无人机和机器人有时间周期上的优势。另外，相对传统的人力巡检来说，这种远程在线监控，它们的实时性也比较好。传统的人员巡检，一旦变电站发生异常，调度人员必须先通知分局变电的运行班，赶到现场了解真实的情况，再由变电运行班人员汇报调度员、分局领导，再组织分局维护班进行抢修，人不到变电站就无法准确地了解或者掌握现场的详细情况，一来一往就浪费了大量的时间，所以相对传统的人力巡检，无人机和机器人能节约大量的时间，效率高，同时也能避免巡检人员发生人身事故，毕竟这些设备对巡检人员而言是有一定危险的，特别是在恶劣天气下更容易产生危险。此外，还能杜绝人员在巡检过程中的一些人为错误，有些问题有些人能发现，有些人发现不了，这跟人员对设备的熟悉程度、工作经验、态度、精神状态等都有很大关系。而无人机、机器人这种自动化的系统，它的巡检记录是自动保存，杜绝手工记录造成的操作不规范，手工记录可能会出现不完整、丢失等情况，或者是一些严重的缺陷没有及时地上报，延误处理，造成不必要的损失。另外，巡检的视频和数据能够自动保存到后端的平台，可以进行事后的分析，可以结合后台的管理软件提供事后的统计数据，以供后期的运营维护管理决策。

从应用劣势上看，首先是价格比较昂贵，据了解一台机器人的采购价格不便宜，相当于传统监控系统两到三倍的价格；第二是地理范围覆盖不全面，目前更偏重于室外站，但是变电站室内站是一个趋势，尤其是在发达地区，而对于室内站，机器人和无人机的巡检还没有有效的方案。当然，有些厂家说有什么升降机等方式，但实际上用户是很难认同的。其实从目前来看，机器人更像是一个噱头；第三是有安全隐患，因为机器人、无人机毕竟不是一个固定的东西，如果由于机器故障导致机器人或是无人机失灵，撞向一次设备，后果是非常严重的；第四是监控手段少，机器人和无人机的结构件是比较单一的，一般只能配置可见光、红外、声音的采集设备，有个别厂家会选配超声、紫外、温湿度等检测设备，但是由于这些监控设备的主体是机器人或是无人机，本身能够携带的设备或是传感器很有限，不能像传统的监控系统进行大而全的监控，无法给用户提供丰富的监控数据；第五，无人机和机器人是非接触式的监控，到了现场是无法满足一些实际的监控需求，如蓄电池的监控、开关电源的监控，UBS的监控等等，这些设备就需要要连线，必须要安装接触式的传感器，像电流电压这些东西，要监控是必须要加装接触式的传感器，所以他们监控的业务相对来说偏少，也不像传统的监控系统可以进行大而全的监控。

根据以上分析，庄建东总结指出，总体上看，无人机可以应用于巡检线路，实战意义会大于机器人，机器人在变电站这块的应用更像是一个噱头，而且价格比较贵，但是无人机应用于线路巡检还是有比较高的实战价值。