T-CASME 991-2023 500kV及以下变电站无人机巡检作业技术规范

ICS27.100CCSF23T/CASMETechnicalspecificationsforunmannedaerialvehicleininsubstationsofvoltagesuptoandincluding500kVT/CASME991—2023前言 II 12规范性引用文件 13术语和定义 14航线分类及无人机选型 14.1航线分类 14.2无人机选型 25巡检人员 26巡检方式及内容 26.1正常巡检 26.2异常巡检 26.3特殊巡检 37作业准备 37.1基本要求 37.2明确流程 37.3信息收集 37.4空域规划 47.5航线规划 47.6巡检任务点规划 47.7人员准备 47.8设备准备 48作业实施 49数据整理分析 59.1数据整理 59.2数据分析 59.3巡检报告 610设备管理 6附录A（规范性）无人机巡检系统、无人机及任务设备 7A.1无人机巡检系统 7A.2无人机 7A.3任务设备 9附录B（规范性）无人机巡检作业流程 11附录C（资料性）无人机巡检记录 12附录D（资料性）巡检作业报告 13T/CASME991—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古超高压供电分公司提出。本文件由中国中小商业企业协会归口。本文件起草单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古超高压供电分公司、内蒙古电力（集团）有限责任公司、平高新松电力智能装备（河南）有限公司、中国中小商业企业协会。本文件主要起草人：翟春雨、武剑灵、韩高飞、张永峰、安盛东、杨建忠、陈少宏、陈富国、李中旗、杨玉田、白贺文、蔡杰、张千帆、王姗。1T/CASME991—2023500kV及以下变电站无人机巡检作业技术规范本文件规定了500kV及以下变电站无人机巡检的航线分类及无人机选型、巡检人员、巡检方式及内容、作业准备、作业实施、数据整理分析、设备管理。本文件适用于500kV及以下变电站的无人机巡检作业。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3—2016电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.8—2006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626.9—2011电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验GB26860电力安全工作规程发电厂和变电站电气部分GB/T35018—2018民用无人驾驶航空器系统分类及分级GB/T37141.1高海拔地区电气设备紫外线成像检测导则第1部分：变电站CH/T3014数字表面模型机载激光雷达测量技术规程CH/T8024机载激光雷达数据获取技术规范DL/T664带电设备红外诊断应用规范DL/T1637—2016变电站机器人巡检技术导则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1无人机巡检unmannedaerialvehicleinspection利用无人机搭载任务设备，对设施、设备和区域等进行巡视、监测、数据采集和分析的一种巡检方3.2任务设备taskequipment搭载在无人机上，用于采集、记录信息的设备。4航线分类及无人机选型4.1航线分类2T/CASME991—2023航线分为以下类型：a)I类航线：变电站建筑物顶部、围墙，如护坡、站外排水沟、周边隐患点（大棚）等；b)Ⅱ类航线：变电站除电气主设备外的其他附属设备设施，如跨线、构支架、避雷针等；c)III类航线：变电站电气主设备，如主变压器、电压互感器、电流互感器、断路器、隔离开关、套管等。4.2无人机选型4.2.1应根据航线选择相应的无人机类型：a)I类航线宜选用GB/T35018—2018规定的III级以下固定翼无人机、多旋翼无人机或无人直升机；b)Ⅱ类航线巡检宜选用GB/T35018—2018规定的VI级以下多旋翼无人机或无人直升机；c)III类航线巡检宜选用GB/T35018—2018规定的VI级以下多旋翼无人机。4.2.2无人机、任务设备及无人机巡检系统应符合附录A的要求。5巡检人员EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(巡检人员应具有变电站运行维护经验，熟悉),巡检人员应熟悉变电站无人机巡检系统的基)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(GB),本)工2EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(68),作)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(60),原)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(相),理、)EQ\*jc3\*hps20\o\al(\s\up9(关规定。),技术参)数和性能，掌握系统的操作程序和日常维护方法。5.3巡检人员角色应包括无人机操作员、云台操作员，可根据实际作业场景一人承担或两人分担。无人机操作员通过遥控器或控制站操控无人机飞行，应负责作业过程中无人机的飞行安全。云台操作员操控无人机的任务设备完成数据采集、缺陷检查等工作，应及时确认巡检数据的质量。5.4无人机巡检服务单位应持有由民航系统颁发的无人驾驶航空器经营许可证。无人机操作员应具有民航系统认可的无人机执照且在有效期内。5.5变电站无人机巡检人员应了解和掌握工作范围内的危险因素和防范措施，并经过考试且合格后方可开展工作；无人机巡检作业有特殊要求的，应实施专项巡检作业培训；专项巡检作业培训应包括任务要求、任务危险因素、专项作业演练、事故紧急处理措施等内容。6巡检方式及内容6.1正常巡检6.1.1应根据变电站巡检计划，安排无人机对站内设备进行周期性正常巡检作业。6.1.2正常巡检中，应安排无人机完成室外部分各类一次设备的巡检，无法安排无人机安全到达的区域除外；室内电气设备如有需要可单独安排巡视。6.1.3各项巡检内容可单独进行也可根据需要组合进行，巡检周期可与人工巡检不同，宜短于人工巡检。6.1.4正常巡检一般无需人工监视，无人机发出报警信号后应及时检查处理。6.1.5应定期对无人机巡检数据进行检查与复核。6.1.6正常巡检内容应符合DL/T1637—2016中7.1的规定。6.2异常巡检6.2.1异常巡检应在以下情况下进行：a)设备发生异常，现场情况不明或人员去现场查看存在人身伤害风险时；3T/CASME991—2023b)设备带电运行，但存在尚未消除的缺陷或隐患，需要定期跟踪巡检时。6.2.2异常巡检计划应根据具体巡检任务和巡检目的制定。6.2.3在6.2.1a）情况下，异常巡检应全程人工监视，如现场环境不利于巡检工作继续开展或无人机行为异常，应立即中止巡检。6.2.4异常巡检内容应符合DL/T1637—2016中7.2的规定。6.3特殊巡检6.3.1特殊巡检应在以下情况下进行：a)变电站大负荷及高温时；b)设备经过检修、试验、改造或长期停用，重新投入运行及新安装设备投入运行；c)恶劣天气、自然灾害、外力影响发生时或发生前后；d)法定节假日和重要保供电任务期间；e)设备操作需要现场监视或远程视频指导时；f)设备或电网事故，造成变电站处于单进线、单主变压器或单母线等特殊运行方式时。6.3.2特殊巡检计划应根据具体巡检任务和巡检目的制定。6.3.3特殊巡检应全程人工监视，同步进行巡检数据检查与复核。如现场环境不利于巡检工作继续开展或无人机行为异常，应立即中止巡检。6.3.4特殊巡检内容应符合DL/T1637—2016中7.3的规定。7作业准备7.1基本要求7.1.1正常巡检宜在良好天气情况下，能见度不小于3km。雾、雪、大于、大风、冰雹等恶劣天气或出现强电磁干扰等不利于巡检作业时，不应进行正常巡检作业。异常巡检、特殊巡检作业应选择适应性强的机型。7.1.2应确认执行作业任务的单位或者个人已投保地面第三者责任险及机身险。7.1.3变电站无人机巡检作业方案编制内容应包括巡检对象、巡检人员、巡检时间、巡检天气、空域申请、操作方法及流程、安全措施、工器具；红外热成像仪的作业方案编制应符合DL/T664的规定；激光雷达的作业方案编制应符合CH/T8024的规定。7.2明确流程巡检前，作业人员应明确无人机巡检作业流程（见附录B）。7.3信息收集开展作业前，巡检人员应收集巡检作业信息，必要时应增加现场勘查环节。巡检作业信息应包括：a)海拔；b)地形地貌条件；c)植被分布；d)电磁环境情况；e)空域情况；f)巡检作业对象信息，包括设备信息、对象坐标等；g)无人机起飞降落点位置；h)气象信息。4T/CASME991—20237.4空域规划7.4.1执行作业前，应确认飞行空域符合中国民用航空局规定。7.4.2在无人机飞行空域受限的情况下，巡检单位应按无人驾驶航空器飞行管理的相关条例向飞行管制部门申请空域。7.4.3巡检作业空域选择应避开居民生产生活设施。7.5航线规划7.5.1航线规划前，应梳理巡检设备台账，对巡检设备各个巡检点位进行统一命名。7.5.2航线规划时，应结合变电站平面图、全景图及设备现场实际情况选择最优路径。7.5.3航线规划后，应通过模拟飞行与人工校验相结合的方式进行航线审核。7.5.4航线规划要求：a)航线路径宜采用纵向和横向直线，同一条航线应避免跨越多个电压等级设备；b)相同高度的变电站设备宜规划为同一条航线；不同高度的设备宜拆分为多条航线，或按先高后低的顺序巡检；c)无人机起降点应选择远离强磁设备，与变电站设备保持足够安全距离；宜设置在垂直方向上无障碍物的空旷空间；不应设置在设备正上方，不应在变电设备及通道正上方长时间悬停。d)入航点和出航点应按设备分布或电压等级分区域设置，每个区域应按巡检要求设置航线。7.5.5航线规划方法：a)基于三维点云数据的航线规划：在三维点云数据中提取巡检目标点位的空间信息，并按巡检要求规划巡检航线；b)基于人工示教飞行的航线规划：通过控制终端自动记录人工操控无人机巡检过程中的空间位置信息和动作参数，自动生成巡检航线。7.6巡检任务点规划应符合DL/T1637—2016中8.2的规定。7.7人员准备7.7.1巡检人员应根据巡检任务和机型合理配置。7.7.2巡检人员应身体健康，精神状态良好。7.7.3作业前应对巡检人员进行安全和技术交底。7.8设备准备7.8.1无人机巡检系统在变电站首次飞行前，应组织巡检试飞，确保无人机巡检系统满足检作业要求。7.8.2作业前应准备好工器具及备品备件等物资，完成无人机巡检系统检查。7.8.3巡检人员应确认无人机电池电量充足，零部件、工器具及保障设备携带齐全。7.8.4任务设备应进行调试、校准。8作业实施8.1变电站无人机巡检作业应按GB26860的规定执行工作票制度、工作监护制度、工作许可证制度、工作间断转移和终结制度。8.2作业现场应远离人群密集、无线电干扰等影响无人机飞行安全的区域。5T/CASME991—20238.3无人机起飞和降落时，无人机与被巡检设备的安全距离应大于5m，巡检人员应与无人机保持安全距离。8.4巡检人员应确认被巡检对象与巡检作业要求一致，并确认被检对象已进入安全检测状态后方可开展下一步作业。8.5巡检系统起飞前，无人机操作员应确认以下事项：a)现场环境符合作业工况要求；b)现场人员状态良好；c)无人机巡检系统符合作业要求并通过自检。8.6在5℃以下的低温环境作业，应将电池预热后再起飞。8.7作业现场存在强电磁干扰时，应暂停或终止巡检作业。无人机巡检作业过程中出现交通冲突，巡检人员应采取应急措施，及时规避。作业阶段环境发生恶化，威胁巡检系统飞行安全时，应控制其返航或在安全区域紧急降落。无人机巡检作业过程中出现交通冲突，巡检人员应采取应急措施，及时规避。8.10巡检系统通信链路长时间中断，且在预计时间内仍未返航，应根据巡检系统失去联系前最后的地理坐标或机载追踪器发送的报文等信息及时寻找。巡检系统发生坠机事故，应立即上报并妥善处理残骸。巡检系统出现失去动力等机械故障，应控制巡检系统在安全区域紧急降落。巡检系统发生坠机事故，应立即上报并妥善处理残骸。8.13巡检人员出现身体不适等情况，应及时控制巡检系统安全降落并使用替补巡检人员，无替补巡检人员，应终止作业。8.14超视距运行时，巡检系统宜采用自动模式或半自动模式完成作业，无人机操作员应能随时控制无人机，紧急状态下应控制其返航或在安全区域紧急降落。8.15巡检系统返航降落后，应及时确认巡检数据的完整性和有效性，巡检数据无效或有缺失应立即补检。巡检作业中发现的紧急重大缺陷或隐患应立即上报，并形成初步报告。巡检作业完成后，巡检人员应如实填写无人机巡检记录（见附录C），确认后存档。巡检作业中发现的紧急重大缺陷或隐患应立即上报，并形成初步报告。8.18采用红外热成像仪的作业实施过程应符合DL/T664的规定；采用激光雷达的作业实施过程应符合CH/T8024的规定。9数据整理分析9.1数据整理9.1.1巡检数据应采用统一的文件格式和命名方式进行管理。9.1.2同一类型巡检数据中，不同格式的巡检数据应采用无损的方法转换为统一的文件格式。9.1.3巡检数据中涉及涉密或敏感地理信息、个人隐私等数据应进行脱敏处理。9.1.4巡检数据中的无效数据应进行清理。9.1.5巡检数据应包括无人机飞行路径、任务设备姿态、任务设备采集数据等无人机飞行记录，应对数据的完整性进行检查。9.1.6巡检数据宜采取处理措施以提升巡检结果的精度和有效性。9.2数据分析9.2.1巡检数据的分析结果应包括下列内容：a)巡检对象缺陷位置、形状、大小；b)缺陷的分类和分级；c)巡检对象的运行状态和缺陷劣化趋势及缺陷处理建议。6T/CASME991—20239.2.2红外热成像仪的数据分析按DL/T664执行。9.2.3激光雷达的数据处理、质量控制、检查验收、成果上交应符合CH/T3014的规定。9.2.4巡检数据分析宜采用人工智能技术加速缺陷的识别和定位。9.3巡检报告巡检作业完成后应形成巡检作业报告（见附录D），报告主要内容应包括但不限于：a)概述：简要说明巡检作业的整体情况，包括巡检作业项目名称、任务来源、作业对象和目标、计划与实际完成情况；b)巡检作业执行情况：包括巡检设备和巡检人员情况、巡检作业流程和过程记录、数据处理和数据质量检查情况；c)巡检数据分析结果；d)飞行时间。10设备管理10.1应收集和整理无人机巡检作业系统相关设备的技术资料，建立设备技术资料档案。无人机巡检系统检查、保养应符合设备技术要求。设备应建立使用记录档案，设备入库、出库、备件更换应有记录。无人机巡检系统检查、保养应符合设备技术要求。10.4当无人机巡检系统动力系统、控制系统、通信链路、任务设备及操作系统等主要组成部件更换或升级后，应组织试验检测，确保无人机巡检系统满足巡检作业要求。无人机巡检系统应在专用库房进行存放和维护保养，设备储放应采取防潮、防霉、防雾措施。无人机巡检系统长期不使用，应定期启动，检查设备状态。如有异常现象，应及时调整、维修。10.7电池应存放在专用电池箱内，宜将电量控制在4060并确保存储温度在规定范围之内；电池彻底放电后不应长时间存储。无人机巡检系统应在专用库房进行存放和维护保养，设备储放应采取防潮、防霉、防雾措施。10.8电池出现异味、发热、变形、变色或其他异常现象，应立即从无人机或充电器上取出并作废弃处10.9电池报废前应将电池完全放电，并遵循当地电池回收和弃置规定置于指定电池回收箱内。10.10运输时，无人机巡检系统易损设备和系统部件，应装入具有减振、隔离措施的专用运输包装箱。运输过程中应做好防振、防水、防尘措施，运输包装箱顶面应贴上“小心轻放”“防潮”“防晒”等标签，箱体侧面应贴上箭头朝上标志。7T/CASME991—2023（规范性）无人机巡检系统、无人机及任务设备A.1无人机巡检系统A.1.1组成变电站无人机巡检系统应包括无人机分系统、巡检管理分系统和综合保障设备。A.1.2无人机分系统A.1.2.1无人机分系统应由无人机、任务设备及控制站组成。A.1.2.2无人机应包括飞行控制子系统、动力子系统、图像及数据传输子系统、障碍物感知子系统。A.1.2.3任务设备可采用可见光设备、红外热成像仪、紫外线成像设备、激光雷达等数据采集设备，及探照灯、辅助除冰等作业设备。A.1.2.4控制站应包括控制设备、显示设备、飞行控制软件等。A.1.3巡检管理分系统巡检管理分系统应具备巡检规划、任务执行、数据存储、数据分析、设备管理等功能。A.1.4综合保障设备综合保障设备应由地面保障设备和储运车辆组成，地面保障设备包括供电设备、备用电池、充电器、地面测风仪、光通量计等。A.2无人机A.2.1基本要求A.2.1.1无人机外观应无明显变形和伤痕；连接线布局合理，固定牢靠；连接件、紧固件有防松措施；涂镀层无气泡、龟裂和脱落；金属件无锈蚀和机械损伤。A.2.1.2机头机尾应有明显标识，机身应设置航行灯。A.2.1.3无人机分系统挂载任务设备在无风环境悬停的最大时间应不小于25min。A.2.1.4无人机宜具备机载追踪功能，或可加装机载追踪装置。A.2.2巡检模式A.2.2.1自动模式A.2.2.1.1无人机在巡检过程中无须人工操作，可自动识别巡检对象，实时进行任务规划，自主飞行，自动完成巡检数据采集。A.2.2.1.2无人机应自动与变电站设施设备保持安全距离，当无人机出现偏离作业路径或者其他危险状况时，由巡检人员切换至手动飞行模式，中止作业并返航。A.2.2.2半自动模式A.2.2.2.1巡检作业前预先设计飞行路径，无人机根据预设路径自主飞行。8T/CASME991—2023A.2.2.2.2无人机出现偏离作业路径或者其他危险状况时，由巡检人员切换至手动飞行模式，中止作业并返航。A.2.2.2.3作业过程中，需巡检人员参与进行巡检数据采集并监控作业过程。A.2.2.3手动模式巡检作业中，无人机的飞行控制和巡检数据采集均由巡检人员手动控制完成。A.2.3飞行控制A.2.3.1多旋翼无人机巡检系统在地面风力条件小于或等于5.4m/s的工况下，悬停控制偏差应不大于1.5m，航迹控制偏差应不大于4m。A.2.3.2固定翼无人机巡检系统在地面风力条件小于等于5.4m/s的工况下，航迹控制偏差应不大于A.2.3.3通视条件下，无人机有效控制及图像传输距离应不小于2km。A.2.4安全控制功能A.2.4.1开机自检无人机巡检系统应具备开机自检功能，在开机后对动力系统、电池状态、遥测遥控及导航定位等功能进行自检，出现异常时应锁死，禁止起飞。A.2.4.2感知与避让无人机应具备感知与避让功能，识别飞行路径上的障碍物，并在抵近障碍物前发出报警信息，采取主动躲避或空中悬停动作。A.2.4.3实时飞行监测无人机应具备实时飞行监测功能，控制终端应显示电池电量、空间位置、飞行速度、导航状态、通信链路等实时信息。A.2.4.4断点续飞无人机应具备断点续飞功能，应自动记录任务执行中断点位置，恢复飞行后，能定位到中断点位置并继续执行任务。A.2.4.5自动返航无人机应具备自动返航功能，在低电量、任务中断、完成任务或发生异常时可自动触发返航指令，按预设返航航线返航、降落。A.2.4.6飞行区域限制A.2.4.6.1无人机应具备在禁飞区域及限飞区域限制飞行的功能。A.2.4.6.2在航线规划和巡检作业时，应能手动或自动设置无人机限制飞行区域的位置、大小和时间。A.2.4.6.3执行任务期间，临近限制飞行区域时，控制后台应发出警示信号；抵近限飞区域时，应自动中断任务，悬停等待或自动返航。9T/CASME991—2023A.2.4.7应急控制无人机应具备应急控制功能，在巡检作业过程中出现影响作业安全的紧急情况时，控制终端可操控一键返航或紧急降落。A.2.4.8报警和记录无人机发生动力、电池、遥测遥控、导航定位、传感器、数据传输、任务设备等故障时，应具备异常情况报警和记录功能。A.2.4.9数据记录无人机应具备数据存储和导出功能，数据应包含无人机飞行参数、任务设备状态、操控记录、飞行故障、巡检数据等信息。A.2.5环境适应性A.2.5.1无人机巡检系统在-10℃~50℃环境下应正常工作。A.2.5.2多旋翼无人机在10min平均风速不大于8m/s，瞬时风速不大于10.7m/s的环境条件下应能正常作业。A.2.5.3固定翼无人机在10min平均风速不大于10.8m/s，瞬时风速不大于13.8m/s的环境条件下应能正常作业。A.2.5.4无人机巡检系统应符合变电站巡检作业海拔要求，对于2500m以上海拔巡检作业宜使用高原型无人机。A.2.6电磁兼容A.2.6.1接触放电试验和空气放电等均应不低于GB/T17626.2—2018规定的a）级。A.2.6.2射频电磁场辐射抗扰度应不低于GB/T17626.3—2016规定的b）级。A.2.6.3工频磁场抗扰度应不低于GB/T17626.8—2006规定的a）级。A.2.6.4脉冲磁场抗扰度应不低于GB/T17626.9—2011规定的a）级。A.2.7防护等级无人机子系统的防护等级应不低于GB/T4208—2017规定的IP43。A.3任务设备A.3.1可见光设备A.3.1.1设备有效像素应不低于2000万像素。A.3.1.2设备支持的存储