水电站压力管道排水后，如何用无人机快速完成内部视频巡查？

人员进入前先让无人机飞进去：水电站压力管道排水后如何开展视频巡查

水电站停机检修，压力管道排水完成后，人进去之前，越来越多电站选择先放一架无人机飞一圈。不是信不过人工检查，而是管道里暗、远、没信号，人进去风险高、效率低。先把画面带回来，再决定人怎么进。

图1 小球慧巡S300与暗光受限空间场景示意

先把内部情况“带回来”，再决定人员如何进入、哪些位置需要重点复核，
以及是否安排无损检测或其他专业检查。

压力管道视频巡查

排水后内部检查

无GPS受限空间

巡检影像留存

一句话理解无人机视频巡查首先解决的是“先看清、能回看、可留痕”。它适合在人员进入前快速获取现场影像，为后续复核和专业检测提供线索，但不替代无损检测、安全鉴定或依法依规开展的人工检查。

一、压力管道排水后，为什么还需要先看一遍？

水电站压力管道承担输水任务。停机检修期间，即使已经完成隔离和排水，内部仍可能存在距离长、坡度大、转弯多、照明不足、无卫星定位信号等情况。部分管段还可能有残余积水、滴水、凝露或湿滑表面，人员进入前通常需要完成通风、检测、审批、监护和应急准备。

在正式安排人员进入之前，先用受限空间无人机获取一轮内部视频，可以帮助现场团队快速了解通道是否具备进一步作业条件、哪些区段值得重点查看，以及后续检查路线如何安排。它的价值不在于凭一段视频直接给出结构安全结论，而在于把原本不可见的内部情况先变成可查看、可讨论、可留存的影像资料。

2024年1月，国家能源局要求电力企业对输水系统中的输水隧洞、压力钢管等过流承压设备开展专项检查；现行水电站大坝运行安全管理规定也要求相关输水发电建筑物参照开展安全检查，并做好运行维护资料和原始记录的整理保存。对水电站而言，“检查是否真正实施、现场情况能否复核、过程资料是否留存”本身就是管理需求。

图2 狭长、暗光、无GPS的受限空间环境示意

二、视频巡查解决的，不只是“拍一段视频”

第一是快速了解整体情况。无人机从入口进入后，通过第一视角画面观察管道内部的通行条件、照明效果、结构变化和明显障碍，为现场人员建立初步判断。

第二是形成复核线索。对焊缝、连接区域、转弯区、进人门、伸缩节、支撑结构，以及管壁变色、疑似锈蚀、涂层异常、渗漏痕迹、异物和附着物等位置，可以记录视频时间点、截图和大致区段，供技术人员进一步复核。

第三是保存过程资料。作业结束后，原始视频、关键截图和巡查记录可以带回办公室集中查看；当现场链路条件满足时，操作人员也可以同步查看第一视角画面。这样既便于技术、安全和管理人员共同复核，也能为后续汇报和作业留痕提供材料。

图3 第一视角观察与现场画面查看示意

从客户需求看，可以把交付分成三个层次：层次主要交付，解决的问题，快速查看

第一视角视频、关键截图 先确认内部大致情况，减少盲目进入位置复核

视频时间点、区段记录、飞行轨迹 帮助人员回到疑似异常位置复查进阶数据

点云、三维模型或多期对比资料 为结构复核和后续分析提供数据基础

三、一次压力管道视频巡查，可以怎样开展？

前提是水电站已经按照现场制度完成停机、隔离、排水及安全许可。无人机只是检查工具之一，不能绕过受限空间管理、气体检测、通风、监护和应急处置等要求。

01 现场勘察

确认管道长度、直径、坡度、弯折、入口和可回收条件。

02 风险确认

核实残余积水、滴水、水雾、风场、通信和人员安全要求。

03 设备测试

在入口附近测试补光、图传、控制、定位和返航余量。

04 分段飞行

按入口和结构划分区段，不以一次飞完全程作为默认目标。

05 影像记录

保存原始视频，对重点位置记录时间点、截图和区段信息。

06 联合复核

由技术、安全和设备人员判断是否安排人工或专业检测。

对于向上、向下延伸较长的竖井或斜井，应把通信、实际电耗、返程余量和失联回收方案作为核心条件。现场提到的200米级竖向空间、光纤通信或多入口分段飞行，都需要通过勘察和试飞确认，不能仅根据产品标称参数直接承诺。

图4 产品使用现场

四、视频巡查时，哪些位置值得重点记录？

视频巡查的重点不是“到处飞一遍”，而是围绕关键结构和疑似异常形成可复核资料。通常可以重点记录焊缝与连接处、进人门与伸缩节、支撑和加劲结构、转弯及坡度变化区域，以及管壁变色、锈蚀、涂层起鼓或脱落、疑似渗漏、变形磕碰、异物和附着物等影像线索。

这些画面只能用于初步筛查和复核提示。对壁厚、焊缝质量、裂缝深度、结构变形量等需要定量判断的项目，仍应由具备相应条件的专业检测手段完成。文章和项目报告中宜使用“疑似异常”“影像线索”“建议进一步复核”等表述，避免只凭视频下结论。

五、小球慧巡S300与这一场景怎样对应？

从产品配置看，小球慧巡S300机体含保护框尺寸为365×352×200毫米，标称悬停飞行时间15分钟、最大续航里程1.8千米；搭载4K可见光相机，支持4K60帧影像采集和FPV全高清直播。针对管道内通信遮挡场景，产品资料标称无线图传支持超视距、跨墙绕障检查，FPV延迟低至80毫秒；选配光纤模块后，有线通信最大支持1千米（0.26毫米线径）或500米（0.37毫米线径）。

根据公司产品手册，小球慧巡S300室内防碰巡检无人机配备360°全向物理防护结构，可在无GPS或卫星信号弱的室内、受限空间中开展作业。公司资料标称其搭载4K可见光相机、支持1080P图传，并采用40颗LED补光阵列，标称亮度10000流明。对于压力管道内部，相关能力主要对应近障飞行、暗光拍摄和第一视角观察。

产品资料还列有20厘米至300厘米的距离锁定范围，可用于长而重复结构的相对稳定拍摄；支持SLAM定位与建图，并可采集点云资料，为视频之外的位置复核和三维观察提供数据基础。但点云不是本篇的第一卖点，实际项目仍要根据结构重复度、反光、低纹理、通信和飞行路线验证数据质量。

图5 补光、可见光相机与感知组件示意

图6 无GPS环境下的感知、定位与点云示意

实际项目中的参数理解

手册中的15分钟悬停时间、1000米控制距离和厘米级定位精度，均为实验室标准环境下的标称值。在压力管道这类暗光、金属壁面、信号遮挡的工况中，实际续航和深入距离会受到管径、坡度、弯折和通信条件的影响。光纤模块目前为选配方案，具体线径、收放线方式和适配重量，建议在项目勘察阶段与技术人员一起确认。

六、项目落地前，这七件事建议先对齐

无人机进压力管道不是"买了就能飞"，管段结构、现场环境和交付要求不同，方案差别很大。首次接触陌生管段，我们的经验是：先找一个短区段做验证，跑通了再扩大范围。

具体建议提前确认以下几点：

1. 管段结构决定飞行路线总长度、管径、坡度、有没有竖井或斜井段、弯折多不多、入口有几个、无人机进去之后能不能原路返回或人工回收——这些直接影响航线规划和续航策略。

2. 环境状态决定能不能飞管道排水后未必"干净"。残余积水、顶部滴水、水雾、凝露、湿滑管壁，甚至粉尘和异常气体，都会影响飞行安全和画面质量，勘察阶段就要一并摸清楚。

3. 通信方式要提前测试小球慧巡S300支持FPV第一视角，标称延迟80毫秒，但在金属管道里信号遮挡是常态。无线图传能撑多远、哪些区段需要光纤模块、光纤收放线怎么配合——这些不能只看手册参数，得进场实测。

4. 续航要算"往返账"标称15分钟悬停时间、1.8公里续航里程，在管道里受上升下降、避障、补光电耗影响，实际可用时间会打折扣。我们建议按"去程+作业+返程余量"分段算，别按标称值硬套。

5. 交付目标决定飞法如果只需要视频和截图，飞一遍重点区段即可；如果要三维模型或多期对比，就需要规划点云采集路线，对定位精度和重叠率要求更高。目标不同，准备时间和设备配置也不同。

七、视频巡查能做什么、不能做什么

先说能做什么：快速看一遍内部情况、发现异常位置并记录、给后续人工检查提供线索、把过程资料留痕带回来。这些价值在人员进入前已经非常实际。

但有几个场景不适合直接上无人机：

• 管道内还有持续喷淋、流动水或不可接受的积水
• 存在爆炸性气体环境
• 管段太长太深，一旦失联无法保证回收
• 客户要求仅凭视频就给出结构安全结论

这几种情况，需要先确认设备适用性和现场制度，必要时换专用设备或补充其他检测手段。

更稳妥的路径是POC（概念验证）：选一个已经停机、隔离、排水完成、环境可控且能人工回收的短区段，先飞一轮验证照明效果、图传稳定性、视频可判读性和资料交付方式。跑通之后，再决定要不要上光纤、要不要加点云、要不要覆盖更长区段或竖井段。

图7 三维数据交付示意

水电站压力管道排水后的无人机巡查，最容易被客户理解和验证的价值，不是“替代所有检查”，而是先把第一视角画面安全带回来，让现场人员快速了解内部情况，让技术和管理人员能够复核，并为后续人工进入或专业检测确定重点。

你们电站压力管道或流道检查目前是什么流程？有没有试过先让无人机探路？欢迎交流。

资料来源

1. 国家能源局：《关于进一步加强水电站安全生产工作的通知》

2. 中国政府网：《水电站大坝运行安全监督管理规定》

3. 国家能源集团：《大渡河大岗山公司智能巡检助力流道消缺治理》

4. 空中未来官网：《小球慧巡S300：专为室内受限空间而生的无人机巡检利器》