无人机在配网雷击故障检测中的应用

无人机在配网雷击故障检测中的应用

罗梓源

（广东电网有限责任公司清远阳山供电局  广东 清远  513100）

摘要：针对配网雷击故障检测的问题，已经有学者提出了许多研究方案和应用实践。其中，无人机的应用是一个备受关注的领域。本文主要研究了无人机在配网雷击故障检测中的具体应用措施，旨在提高雷击故障的检测效率和准确性，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。

关键词：无人机；配网；雷击故障；检测应用

雷击故障问题是电力系统运行中面临的重要问题之一，随着配网设备的不断复杂化和规模的不断扩大，配网雷击故障的发生频率也越来越高，给电网的安全稳定运行带来了很大的挑战。而无人机技术的迅速发展为配网雷击故障检测提供了新的方法，这对于提高配网雷击故障检测效率具有重要意义。

一、飞行准备

①确认飞行区域和路径。在飞行前，需要确认配网雷击故障可能出现的区域和路径。这需要在事先对配网雷击故障的分布情况进行了解的基础上进行，以确保巡检的全面性和准确性[1]。同时，还需要考虑飞行安全因素，如避免飞行到禁飞区域和障碍物等。②检查和测试无人机和传感器。在巡检前，需要对无人机和传感器进行充分的检查和测试，以确保设备状态良好，能够正常工作。这包括检查无人机和传感器的电量、信号、摄像头、避碰系统等，并进行必要的校准和调整。③制定巡检计划和应急预案。巡检计划应包括飞行路径、巡检区域、飞行高度和速度等信息，以便于无人机的控制和操作。应急预案则应考虑各种意外情况，如设备故障、天气突变等，制定相应的应对措施。④培训无人机操作人员。培训内容包括无人机的基本知识、操作流程、应急处理等，以及相关的法规和标准，以确保飞行安全和巡检任务的完成。⑤确定数据处理和分析方案。需要根据配网雷击故障的检测需求，选择合适的传感器和数据处理软件，以便于采集、处理、分析和存储数据。同时，还需要对数据的处理和分析结果进行评估和验证，以确保数据的准确性和可靠性。

二、巡检过程

①飞行控制和监测。巡检过程中，需要对无人机进行严密的飞行控制和监测，以确保无人机的安全和稳定。包括对飞行高度、速度、飞行方向等进行控制，同时对无人机的状态、信号、电量等进行实时监测和反馈。还需要进行避碰和避免危险动作等控制操作，以确保飞行安全。②数据采集和传输。巡检过程中，需要对配网雷击故障进行数据采集和传输。通过搭载的传感器，可以采集到各种类型的数据，如图像、红外线数据、声音数据等。这些数据需要通过无人机和地面站之间的无线通信传输，以确保数据实时传输和及时处理。③实时监测和识别。巡检过程中，需要对数据进行实时监测和识别，以确定是否有配网雷击故障存在。在数据采集和传输后，需要将数据进行实时处理和分析，通过图像处理、机器学习等技术，对数据进行分类、筛选、过滤等操作，以识别雷击故障和进行故障定位。④飞行路径和巡检区域的调整。在巡检过程中，可能会出现飞行路径和巡检区域的调整需求，如遇到天气突变、设备故障等情况。此时，需要及时进行飞行路径和巡检区域的调整，以确保巡检任务的全面性和准确性。⑤实时反馈和记录。巡检过程中，需要对数据和飞行状态进行实时反馈和记录。这需要借助无人机和地面站之间的无线通信传输，实时将数据反馈给操作人员，并进行记录和备份。这些数据和记录可以在后续的数据处理和分析中进行参考，提高数据分析的准确性和效率。

三、数据处理和分析

①数据处理和清洗。在数据采集后，需要对数据进行处理和清洗，以消除数据噪声和异常值[2]。数据处理和清洗的方法包括数据平滑、滤波、去噪等，以提高数据的准确性和可靠性。同时，还需要将数据进行归一化处理，以方便后续的数据分析和比较。②数据分类和筛选。在数据处理和清洗后，需要将数据进行分类和筛选，以区分正常数据和异常数据。数据分类和筛选的方法包括聚类、分类、特征提取等，以确保数据的完整性和可靠性。同时，还需要通过对数据的统计分析，确定配网雷击故障的存在和位置，以便于进行故障定位和判断。③数据分析和诊断。在数据分类和筛选后，需要对数据进行进一步的分析和诊断，以识别配网雷击故障和进行故障定位。数据分析和诊断的方法包括机器学习、图像处理、模式识别等，以提高数据分析的准确性和效率。通过数据分析和诊断，可以进一步确定配网雷击故障的存在和位置，为故障处理提供参考。④数据可视化和展示。在数据分析和诊断后，需要将数据进行可视化和展示，以便于更好地理解数据和分析结果。数据可视化和展示的方法包括图表、热力图、3D模型等，以直观地展现配网雷击故障的存在和位置。同时，还可以通过视频、报告等形式，向相关人员进行汇报和展示。

四、故障定位和判断

①数据分析和诊断。在数据采集和传输后，需要对数据进行分析和诊断，以确定雷击故障的存在和位置。数据分析和诊断的方法包括机器学习、图像处理、模式识别等，以提高数据分析的准确性和效率。通过数据分析和诊断，可以得出雷击故障的存在和位置，为故障定位和判断提供参考。②故障位置的确定。在确定雷击故障的位置后，需要进行进一步的故障位置确定，以确定故障的具体位置和范围。这需要结合实际情况，如天气、环境、设备状态等进行判断和分析。同时，还需要利用无人机的高精度图像和数据，对故障位置进行准确定位，以便于进行故障处理和维修。③故障类型的判断。在确定故障位置后，还需要进行故障类型的判断，以确定故障的具体类型和原因。这需要结合现场情况和相关的数据分析结果进行判断和分析。同时，还需要进行综合考虑，如设备状态、天气、环境等因素，以排除其他因素的影响。④故障处理和维修。在故障定位和判断后，需要进行故障处理和维修。根据故障类型和位置，进行相应的故障处理和维修工作。在处理过程中，需要考虑安全和效率等因素，同时需要对处理结果进行反馈和记录，以便于后续的故障处理和预防。

五、结束巡检

①数据处理和分析。在巡检结束后，需要对采集到的数据进行处理和分析，以提高数据分析的准确性和效率[3]。数据处理和分析的方法包括数据清洗、分类、筛选、分析和诊断等，以识别配网雷击故障和进行故障定位。②设备维护。在巡检结束后，需要对无人机和相关设备进行维护和检修，以确保设备的正常使用和长期维护。设备维护的内容包括清洗、维护、保养、更换等，以确保设备的性能和安全。③巡检总结。在巡检结束后，需要进行巡检总结，以总结巡检中存在的问题和不足，并进行改进和优化。巡检总结的内容包括数据分析结果、故障处理和维修情况、设备维护情况、巡检中存在的问题和不足等，以为后续的巡检工作提供参考和借鉴。④工作报告和汇报。在巡检结束后，需要编写工作报告和汇报，向相关人员进行汇报和反馈。工作报告和汇报的内容包括巡检结果、故障定位和处理情况、设备维护情况、巡检总结和改进等，以反馈巡检工作的情况和提出改进建议。

结语

无人机在配网雷击故障检测中的应用具有高效、准确、安全等特点，能够提高配网雷击故障的检测效率和准确性，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。在未来的研究中，我们将继续深入探讨无人机在配网雷击故障检测中的应用，进一步优化应用方法和技术水平，提高检测效率和准确性，为电力系统的安全稳定运行提供更加可靠的技术支持。

参考文献

[1]陈浩然,张毅,刘欣然.基于无人机的配电线路雷击故障检测技术[J].电力系统自动化,2021,45(5):117-124.

[2]李光明,王东光,李彦林.无人机在雷击故障检测中的应用[J].电力科技与环保,2020,36(2):97-101.

[3]王熙然,刘子龙,李想等.基于无人机的配电线路雷击故障检测研究[J].电工电能新技术,2020,39(8):26-29.