電力行業(yè)設(shè)備巡檢及故障排查技術(shù)電力系統(tǒng)作為能源輸送的核心樞紐，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)乎電網(wǎng)安全、供電可靠性與社會(huì)生產(chǎn)生活秩序。設(shè)備故障若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處置，輕則引發(fā)局部停電，重則導(dǎo)致電網(wǎng)連鎖故障，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失與社會(huì)影響。因此，設(shè)備巡檢與故障排查技術(shù)的迭代升級(jí)，成為電力行業(yè)保障系統(tǒng)韌性的關(guān)鍵支撐。本文結(jié)合行業(yè)實(shí)踐，梳理巡檢與故障排查技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)，剖析實(shí)用技術(shù)體系，為行業(yè)技術(shù)優(yōu)化提供參考。一、巡檢技術(shù)的代際演進(jìn)與場景適配電力設(shè)備巡檢的核心目標(biāo)是“早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早處置”，技術(shù)體系隨電網(wǎng)規(guī)模、設(shè)備復(fù)雜度的提升持續(xù)迭代，從人工主導(dǎo)轉(zhuǎn)向“智能感知+協(xié)同決策”的新模式。1.1傳統(tǒng)人工巡檢的局限與轉(zhuǎn)型早期電力設(shè)備巡檢依賴人工定期巡查，運(yùn)維人員需攜帶測溫儀、望遠(yuǎn)鏡等工具，對(duì)變電站、輸電線路逐點(diǎn)檢查。這種模式受限于人力效率（如一條50公里輸電線路人工巡檢需2-3天）、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（高空作業(yè)、惡劣天氣）與主觀判斷誤差，難以實(shí)現(xiàn)全天候、全覆蓋監(jiān)測，且故障隱患識(shí)別滯后性明顯。隨著電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)張與設(shè)備智能化發(fā)展，人工巡檢逐漸向“人工+智能”協(xié)同模式轉(zhuǎn)型——人工聚焦復(fù)雜故障的現(xiàn)場復(fù)核，智能系統(tǒng)承擔(dān)常態(tài)化、高風(fēng)險(xiǎn)場景的監(jiān)測任務(wù)。1.2智能巡檢技術(shù)的場景化應(yīng)用（1）無人機(jī)巡檢：突破空間限制在輸電線路巡檢中，搭載高清攝像頭、紅外熱成像儀的無人機(jī)可快速遍歷山區(qū)、跨江線路，識(shí)別絕緣子破損、導(dǎo)線斷股、樹障隱患等。通過AI圖像識(shí)別算法，無人機(jī)采集的圖像可自動(dòng)標(biāo)注缺陷類型與位置，大幅提升巡檢效率。例如，某電網(wǎng)公司在云南山區(qū)部署無人機(jī)巡檢系統(tǒng)后，線路故障發(fā)現(xiàn)時(shí)效提升70%，樹障隱患處置周期縮短至24小時(shí)內(nèi)，且覆蓋了90%的高海拔、人跡罕至線路。（2）智能巡檢機(jī)器人：變電站的“全天候衛(wèi)士”變電站內(nèi)，輪式或履帶式巡檢機(jī)器人配備多光譜傳感器、激光雷達(dá)，可自主導(dǎo)航避障，對(duì)開關(guān)柜、變壓器、斷路器等設(shè)備進(jìn)行紅外測溫、局放檢測。機(jī)器人不受時(shí)間、輻射等因素限制，可在夜間、強(qiáng)電磁環(huán)境下持續(xù)作業(yè)，實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至后臺(tái)分析。某省級(jí)電網(wǎng)的220kV變電站應(yīng)用機(jī)器人后，設(shè)備異常預(yù)警響應(yīng)時(shí)間從小時(shí)級(jí)壓縮至分鐘級(jí)，誤報(bào)率降低40%，且避免了人員觸電、弧光傷害等風(fēng)險(xiǎn)。（3）在線監(jiān)測系統(tǒng)：實(shí)時(shí)感知設(shè)備狀態(tài)變壓器、GIS（氣體絕緣開關(guān)設(shè)備）等關(guān)鍵設(shè)備安裝油色譜、局部放電、振動(dòng)傳感器，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至云端平臺(tái)。系統(tǒng)基于閾值分析與趨勢建模，實(shí)時(shí)預(yù)警設(shè)備潛在故障（如變壓器油中溶解氣體超標(biāo)預(yù)示絕緣劣化）。某特高壓換流站的GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過分析局部放電信號(hào)特征，提前3個(gè)月發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣缺陷，避免了設(shè)備擊穿事故，挽回經(jīng)濟(jì)損失超千萬元。二、故障排查的技術(shù)體系與實(shí)踐邏輯故障排查的核心是“精準(zhǔn)定位、高效處置”，需結(jié)合設(shè)備原理、數(shù)據(jù)特征與現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建“診斷-驗(yàn)證-修復(fù)”的閉環(huán)流程。2.1故障樹分析（FTA）：結(jié)構(gòu)化診斷框架故障樹分析以設(shè)備故障為“頂事件”，逆向推導(dǎo)可能的中間事件與底事件（如變壓器跳閘的頂事件，中間事件可能為短路、過載，底事件為繞組絕緣損壞、保護(hù)誤動(dòng)等）。通過建立邏輯關(guān)系（與門、或門），結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)（如保護(hù)動(dòng)作信息、設(shè)備歷史缺陷），可快速定位故障根源。例如，某變電站的10kV開關(guān)柜故障，運(yùn)維人員通過故障樹分析，發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)槎位芈诽摻樱ǘ且淮卧O(shè)備故障），避免了不必要的停電檢修，縮短故障處置時(shí)間50%。2.2狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術(shù)：從“事后維修”到“預(yù)知維護(hù)”（1）多維度狀態(tài)感知除傳統(tǒng)的電氣試驗(yàn)（絕緣電阻、介損測試），現(xiàn)代故障診斷融合多物理量監(jiān)測：變壓器：采用油色譜分析（監(jiān)測H?、CH?等氣體含量）識(shí)別絕緣劣化，結(jié)合振動(dòng)分析判斷繞組變形；高壓電機(jī)：通過電流特征分析（定子繞組故障）、振動(dòng)頻譜（軸承故障）定位問題；儲(chǔ)能變流器：監(jiān)測IGBT模塊的溫度、電壓波動(dòng)，預(yù)判功率器件失效風(fēng)險(xiǎn)。某風(fēng)電場通過分析風(fēng)機(jī)齒輪箱振動(dòng)頻譜，提前發(fā)現(xiàn)軸承剝落缺陷，避免了機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)，減少發(fā)電量損失超百萬千瓦時(shí)。（2）故障特征庫與診斷模型電力企業(yè)通過積累典型故障案例（如變壓器匝間短路、GIS氣室泄漏），構(gòu)建故障特征庫。結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如隨機(jī)森林、深度學(xué)習(xí)），模型可根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)匹配故障類型，輸出維修建議。某省級(jí)電網(wǎng)的設(shè)備診斷平臺(tái)，通過訓(xùn)練10萬+故障樣本，對(duì)變壓器故障的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)92%，遠(yuǎn)高于人工判斷的65%。2.3大數(shù)據(jù)與AI的賦能：故障排查的“智慧大腦”電網(wǎng)海量的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（SCADA、在線監(jiān)測、巡檢記錄）通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)整合，AI算法挖掘數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)（如環(huán)境溫濕度與設(shè)備故障率的關(guān)系），實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測。例如，某電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測與設(shè)備故障關(guān)聯(lián)模型，通過分析歷史負(fù)荷曲線與變壓器過載故障數(shù)據(jù)，提前72小時(shí)預(yù)警重載設(shè)備的過熱風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)調(diào)度調(diào)整負(fù)荷分配，降低設(shè)備故障率30%。三、實(shí)踐挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略電力設(shè)備巡檢與故障排查面臨“場景復(fù)雜、設(shè)備多元、技能迭代”三大挑戰(zhàn)，需針對(duì)性構(gòu)建技術(shù)-管理-人才協(xié)同的應(yīng)對(duì)體系。3.1復(fù)雜場景下的技術(shù)適配難題山地、沿海等復(fù)雜地形對(duì)無人機(jī)續(xù)航、信號(hào)傳輸提出挑戰(zhàn)；老舊設(shè)備的監(jiān)測改造受限于安裝空間與接口兼容性。應(yīng)對(duì)策略：硬件層面：采用長航時(shí)無人機(jī)（搭載氫燃料電池，續(xù)航提升至8小時(shí)）、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)（本地化處理數(shù)據(jù)，降低傳輸壓力）；改造層面：對(duì)老舊設(shè)備實(shí)施“最小侵入式”改造，如加裝無線測溫傳感器（無需停電、布線），而非更換整組設(shè)備。某沿海風(fēng)電場通過“無人機(jī)+邊緣計(jì)算”方案，解決了臺(tái)風(fēng)天氣下的風(fēng)機(jī)巡檢難題，設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)率提升60%。3.2設(shè)備復(fù)雜性與故障隱蔽性新型電力設(shè)備（如柔直換流閥、儲(chǔ)能變流器）的故障機(jī)理復(fù)雜，傳統(tǒng)診斷方法失效。解決路徑：技術(shù)層面：聯(lián)合設(shè)備廠商建立“設(shè)備數(shù)字孿生體”，模擬故障工況下的參數(shù)變化（如換流閥模塊短路時(shí)的電壓、電流特征）；人才層面：開展跨專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，培養(yǎng)既懂電氣又通控制的復(fù)合型運(yùn)維團(tuán)隊(duì)（如某電網(wǎng)公司的“電力+AI”特訓(xùn)營，年輸出200+技術(shù)骨干）。3.3人員技能與技術(shù)迭代的矛盾智能巡檢與AI診斷技術(shù)要求運(yùn)維人員掌握數(shù)據(jù)分析、算法邏輯等新技能。實(shí)踐中，可通過“以戰(zhàn)代訓(xùn)”（參與故障排查實(shí)戰(zhàn)）、“數(shù)字孿生仿真培訓(xùn)”（模擬極端故障場景）提升人員能力。某電網(wǎng)公司建立的VR運(yùn)維培訓(xùn)系統(tǒng)，使新員工的故障診斷技能掌握周期從6個(gè)月縮短至3個(gè)月，故障處置準(zhǔn)確率提升45%。四、未來發(fā)展趨勢電力設(shè)備巡檢與故障排查技術(shù)正從“工具智能化”向“體系智能化”跨越，核心趨勢聚焦于數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算、多技術(shù)融合三大方向。4.1數(shù)字孿生驅(qū)動(dòng)的全生命周期管理設(shè)備數(shù)字孿生體將物理設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維數(shù)據(jù)整合，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)映射，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的“透明化”。在巡檢中，數(shù)字孿生可模擬無人機(jī)/機(jī)器人的最優(yōu)巡檢路徑（避開設(shè)備發(fā)熱區(qū)、電磁干擾區(qū)）；故障排查時(shí)，通過虛擬故障注入（如模擬繞組短路），驗(yàn)證診斷方案的有效性。某抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)數(shù)字孿生系統(tǒng)，已實(shí)現(xiàn)故障模擬與維修方案預(yù)演，維修時(shí)長縮短40%。4.2邊緣計(jì)算與5G/6G的協(xié)同邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)部署在變電站、風(fēng)電場等現(xiàn)場，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如局放信號(hào)、振動(dòng)波形）進(jìn)行預(yù)處理，僅上傳關(guān)鍵特征，降低云端壓力。5G/6G的低時(shí)延、高帶寬特性，保障巡檢機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制與高清視頻回傳。某試點(diǎn)變電站的“邊緣計(jì)算+5G”方案，使設(shè)備故障預(yù)警時(shí)延從秒級(jí)降至毫秒級(jí)，滿足了特高壓設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測需求。4.3多技術(shù)融合的“無人化”運(yùn)維未來巡檢將向“無人、少人、智能”發(fā)展：無人機(jī)集群自主巡檢輸電走廊（自動(dòng)避障、缺陷標(biāo)注），機(jī)器人與AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）協(xié)同完成變電站運(yùn)維（機(jī)器人巡檢、AGV運(yùn)輸備件），AI系統(tǒng)自動(dòng)生成故障處置方案（含維修步驟、備件清單）。某國際電網(wǎng)企業(yè)的“無人變電站”項(xiàng)目，已實(shí)現(xiàn)設(shè)備巡檢、故障排查的全流程自動(dòng)化，運(yùn)維人員僅需遠(yuǎn)程監(jiān)控與決策，人力成本降低70%。結(jié)論電力設(shè)備巡檢與故障排查技術(shù)的演進(jìn)，本質(zhì)是