Drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp: An toàn, giảm 70% chi phí

Việc kiểm tra thiết bị điện tại các trạm biến áp theo phương pháp truyền thống không chỉ tiềm ẩn nhiều rủi ro về an toàn lao động, đặc biệt khi phải tiếp cận các khu vực mang điện hoặc làm việc ở độ cao lớn, mà còn tốn kém thời gian, nguồn lực và dễ bỏ sót những dấu hiệu hư hỏng nhỏ, dẫn đến sự cố lớn và gián đoạn cung cấp điện.

Tuy nhiên, với sự phát triển vượt bậc của công nghệ, drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp đang cách mạng hóa hoạt động bảo trì, mang lại hiệu quả, độ chính xác và an toàn vượt trội. Bài viết này AGS Tech sẽ cùng khám phá cách drone giúp nâng cao an toàn, giảm chi phí vận hành và tối ưu hóa quy trình kiểm tra, bảo trì trạm biến áp, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành điện lực.

1. Lợi ích vượt trội của drone trong kiểm tra trạm biến áp

Giải pháp drone cho ngành điện không chỉ là một công cụ, mà là một bước tiến chiến lược giúp các đơn vị vận hành trạm biến áp đạt được hiệu quả tối ưu và đảm bảo an toàn tuyệt đối.

1.1. Tăng cường an toàn cho nhân sự vận hành

Tăng cường an toàn cho nhân sự vận hành

Một trong những lợi ích hàng đầu của việc sử dụng drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp là khả năng loại bỏ hoàn toàn nguy cơ điện giật, ngã cao khi nhân sự phải tiếp cận các thiết bị ở vị trí khó hoặc đang vận hành. 

Thay vì phải leo trèo hay làm việc trực tiếp trong môi trường nguy hiểm, kỹ thuật viên có thể giám sát từ xa, giảm đến 95% số giờ làm việc trực tiếp trong môi trường tiềm ẩn rủi ro. Điều này không chỉ bảo vệ tính mạng và sức khỏe người lao động mà còn cho phép kiểm tra thiết bị đang mang điện mà không cần cắt điện, tránh gián đoạn cung cấp dịch vụ điện, một yếu tố cực kỳ quan trọng đối với ngành điện.

1.2. Giảm 70% thời gian kiểm tra định kỳ

Giảm 70% thời gian kiểm tra định kỳ

Hiệu quả về thời gian là một điểm cộng lớn mà công nghệ drone trong kiểm tra hạ tầng điện mang lại. Một trạm biến áp 220kV, vốn có thể mất từ 1-2 ngày làm việc khi kiểm tra thủ công, nay có thể được kiểm tra hoàn chỉnh (bao gồm thu thập dữ liệu nhiệt và quang học) chỉ trong 2-4 giờ bằng drone. Điều này cho phép tăng tần suất kiểm tra định kỳ lên 3-4 lần/năm mà không làm tăng đáng kể chi phí nhân công, giúp phát hiện lỗi sớm hơn và chủ động hơn trong công tác bảo trì. 

Hơn nữa, trong trường hợp xảy ra sự cố, thiết bị bay không người lái kiểm tra điện có thể rút ngắn thời gian phản ứng, giúp xác định vị trí và nguyên nhân lỗi trong vòng 30 phút sau khi nhận được thông báo, so với hàng giờ hoặc thậm chí cả ngày trước đây.

1.3. Nâng cao độ chính xác phát hiện lỗi lên 30%

Nâng cao độ chính xác phát hiện lỗi lên 30%

Độ chính xác là yếu tố then chốt trong việc duy trì hoạt động ổn định của trạm biến áp. Drone công nghiệp kiểm tra điện được trang bị camera nhiệt drone chuyên dụng có khả năng phát hiện điểm nóng bất thường trên thiết bị với độ chính xác ±2°C, chỉ ra các kết nối lỏng lẻo, quá tải hoặc lỗi bên trong mà mắt thường không thể nhận biết. 

Đồng thời, camera quang học độ phân giải 4K ghi lại hình ảnh chi tiết các vết nứt, ăn mòn, rò rỉ dầu hoặc hư hỏng vật lý nhỏ nhất. Đặc biệt, phần mềm phân tích hình ảnh ứng dụng Trí tuệ Nhân tạo (AI) tự động nhận diện đến 15 loại lỗi phổ biến trên thiết bị điện (ví dụ: sứ vỡ, ăn mòn thanh cái, rò rỉ dầu máy biến áp) với tỷ lệ chính xác đạt 92%. 

Theo một nghiên cứu của EPRI (Viện Nghiên cứu Điện lực), việc sử dụng drone kết hợp AI có thể tăng khả năng phát hiện sớm các lỗi tiềm ẩn lên 30% so với phương pháp kiểm tra truyền thống, giúp ngăn chặn các sự cố lớn trước khi chúng xảy ra.

1.4. Tiết kiệm 45% chi phí vận hành và bảo trì

Tiết kiệm 45% chi phí vận hành và bảo trì

Bảo trì trạm biến áp bằng drone không chỉ an toàn và hiệu quả mà còn mang lại lợi ích kinh tế đáng kể. Việc giảm thiểu nhu cầu làm việc trực tiếp giúp cắt giảm chi phí nhân công, thiết bị bảo hộ cá nhân và chi phí đi lại hàng năm khoảng 30 triệu VND/trạm biến áp. 

Quan trọng hơn, việc phát hiện và khắc phục lỗi sớm giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị thêm 10-15%, tránh được các hỏng hóc lớn và giảm thiểu 20% chi phí sửa chữa khẩn cấp do các sự cố bất ngờ, vốn thường đắt đỏ hơn nhiều so với bảo trì định kỳ. Một báo cáo từ Deloitte chỉ ra rằng các công ty điện lực áp dụng giải pháp drone có thể tiết kiệm trung bình 45% chi phí vận hành và bảo trì tổng thể.

Xem thêm: Những Ứng Dụng Của Drone Trong Cứu Hộ, Cứu Nạn

2. Các loại drone và công nghệ cảm biến chuyên dụng

Để đạt được hiệu quả tối đa trong kiểm tra trạm biến áp bằng drone, việc lựa chọn thiết bị bay không người lái kiểm tra điện và các loại cảm biến phù hợp là vô cùng quan trọng.

2.1. Drone cánh quạt đa trục (Multirotor UAVs)

Drone cánh quạt đa trục (Multirotor UAVs)

Các loại drone cánh quạt đa trục như DJI Matrice 300 RTK là lựa chọn lý tưởng cho việc giám sát trạm điện bằng drone. DJI Matrice 300 RTK có thời gian bay tối đa 55 phút (không tải), tải trọng tối đa 2.7kg và khả năng chống gió cấp 7 (12-13.8 m/s), cho phép hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện thời tiết. Tích hợp hệ thống định vị RTK/PPK, nó cung cấp độ chính xác vị trí dưới 10cm, cực kỳ quan trọng cho việc định vị lỗi chính xác. 

Một ví dụ khác là Autel EVO II Enterprise với thời gian bay 42 phút, tích hợp loa phát thanh và đèn rọi, phù hợp cho kiểm tra ban đêm hoặc cảnh báo từ xa. Ưu điểm nổi bật của loại drone này là khả năng bay lơ lửng ổn định, dễ điều khiển trong không gian hẹp và phức tạp của trạm biến áp, cùng với khả năng cất hạ cánh thẳng đứng.

2.2. Camera nhiệt (Thermal Imaging Cameras)

Camera nhiệt (Thermal Imaging Cameras)

Camera nhiệt drone là "mắt thần" giúp phát hiện lỗi trạm biến áp bằng drone hiệu quả. Các cảm biến như FLIR XT2/XT S (trên DJI Matrice) với độ phân giải 640x512 pixel, dải đo nhiệt độ từ -20°C đến 550°C và độ nhạy nhiệt <50mK, cho phép phát hiện điểm nóng trên máy biến áp, sứ cách điện, thanh cái, cầu dao, chỉ ra quá tải, kết nối lỏng lẻo hoặc lỗi bên trong thiết bị. Khả năng phát hiện chênh lệch nhiệt độ chỉ 5°C so với môi trường xung quanh hoặc các pha khác là dấu hiệu sớm của sự cố, giúp ngăn chặn hỏng hóc lớn.

2.3. Camera quang học độ phân giải cao (High-resolution Optical Cameras)

Camera quang học độ phân giải cao (High-resolution Optical Cameras)

• Bổ trợ cho camera nhiệt drone là các camera quang học độ phân giải cao như Zenmuse H20T (trên DJI Matrice), với camera quang học 20MP, zoom quang học 23x và zoom kỹ thuật số 200x. Thiết bị này cho phép ghi lại hình ảnh chi tiết các vết nứt trên sứ, ăn mòn kim loại, rò rỉ dầu máy biến áp, hư hỏng dây dẫn hoặc các vật thể lạ (ví dụ: tổ chim, rác) từ khoảng cách an toàn 50-100m. 
• Khả năng quan sát rõ ràng các chi tiết nhỏ mà không cần tiếp cận gần giúp nâng cao độ chính xác trong kiểm định thiết bị điện bằng drone.

2.4. Cảm biến LiDAR và khí gas (LiDAR and Gas Detection Sensors)

Cảm biến LiDAR và khí gas (LiDAR and Gas Detection Sensors)

Ngoài camera, drone còn có thể tích hợp cảm biến LiDAR drone để tạo mô hình 3D chính xác của toàn bộ trạm biến áp với độ chính xác điểm đám mây 2-5cm. Điều này hỗ trợ đo khoảng cách an toàn, phát hiện vật cản (cây cối) xâm lấn hoặc biến dạng cấu trúc. 

Bên cạnh đó, cảm biến khí SF6 chuyên dụng có thể phát hiện rò rỉ khí SF6 (Sulfur Hexafluoride) từ các thiết bị đóng cắt GIS (Gas Insulated Switchgear) với độ nhạy phát hiện rò rỉ dưới 10 ppm, giúp bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn kiểm tra điện bằng drone.

Xem thêm: Những Ứng Dụng Thực Tế Của Drone Trong Quản Lý Năng Lượng

3. Quy trình kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp bằng drone

Một quy trình chuẩn hóa là chìa khóa để tối đa hóa hiệu quả của ứng dụng drone trong điện lực.

3.1. Lập kế hoạch bay và thu thập dữ liệu

Lập kế hoạch bay và thu thập dữ liệu

Trước khi thực hiện kiểm tra trạm biến áp bằng drone, đội ngũ kỹ thuật viên cần xác định rõ khu vực kiểm tra, danh sách thiết bị cần ưu tiên và loại dữ liệu cần thu thập (nhiệt, quang học, 3D LiDAR). Sử dụng phần mềm lập kế hoạch bay tự động (ví dụ: DJI Pilot 2, Pix4Dcapture) để thiết lập lộ trình bay, độ cao (thường 10-30m so với thiết bị), tốc độ và góc camera. 

Việc thực hiện kiểm tra tiền chuyến bay theo checklist 15 điểm (pin, cảm biến, tín hiệu GPS, điều khiển) là bắt buộc để đảm bảo an toàn và hiệu quả. Trung bình, thời gian bay để thu thập dữ liệu cho một trạm biến áp 110kV là khoảng 1.5 giờ.

3.2. Phân tích dữ liệu và báo cáo tự động

Phân tích dữ liệu và báo cáo tự động

Sau khi thu thập, dữ liệu hình ảnh và nhiệt độ được tải lên nền tảng đám mây hoặc máy chủ cục bộ để xử lý. Phần mềm AI tự động gắn thẻ địa lý, nhận diện và phân loại các bất thường (ví dụ: điểm nóng, vết nứt, ăn mòn, vật thể lạ) dựa trên thuật toán học sâu. Điều này giúp tạo báo cáo kiểm tra chi tiết, bao gồm hình ảnh/video của lỗi, tọa độ GPS chính xác, mức độ nghiêm trọng và khuyến nghị hành động cụ thể. 

Với sự hỗ trợ của AI, thời gian tạo báo cáo giảm đáng kể từ 8 giờ (thủ công) xuống còn 1 giờ, tối ưu hóa quy trình giám sát trạm điện bằng drone.

3.3. Bảo trì dự đoán và khắc phục sự cố

Bảo trì dự đoán và khắc phục sự cố

Dựa trên báo cáo phân tích từ drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp, đội ngũ kỹ thuật có thể lên kế hoạch bảo trì dự đoán, thay thế hoặc sửa chữa thiết bị trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng. Ưu tiên xử lý các lỗi có nguy cơ cao (ví dụ: điểm nóng trên máy biến áp vượt quá 70°C so với nhiệt độ vận hành bình thường). 

Việc lưu trữ dữ liệu kiểm tra theo thời gian giúp theo dõi xu hướng xuống cấp của thiết bị, hỗ trợ ra quyết định đầu tư và nâng cấp, chuyển từ bảo trì phản ứng sang bảo trì chủ động, hiệu quả hơn.

4. Những thiết bị điện nào được kiểm tra hiệu quả bằng drone?

Drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp có khả năng kiểm tra đa dạng các thành phần, đảm bảo sự toàn diện trong bảo trì trạm biến áp bằng drone.

4.1. Máy biến áp và cuộn kháng

Máy biến áp và cuộn kháng

Drone có thể phát hiện điểm nóng trên vỏ máy, bộ tản nhiệt, đầu cực, sứ xuyên, chỉ ra quá tải, kết nối lỏng lẻo hoặc lỗi bên trong cuộn dây. 

Ngoài ra, máy bay không người lái kiểm tra trạm biến áp còn giúp kiểm tra mức dầu, rò rỉ dầu từ các mối nối hoặc van xả, cũng như đánh giá tình trạng ăn mòn của các bộ phận kim loại và sơn bảo vệ.

4.2. Hệ thống sứ cách điện và chống sét

Hệ thống sứ cách điện và chống sét

Việc phát hiện vết nứt, vỡ, bám bẩn nặng hoặc dấu hiệu phóng điện cục bộ (corona discharge) trên bề mặt sứ cách điện bằng camera quang học và nhiệt là một trong những điểm mạnh của drone. 

Công nghệ này cũng giúp kiểm tra tình trạng ăn mòn, hư hỏng của các bộ phận chống sét van, giảm 80% nguy cơ sự cố phóng điện bề mặt do hư hỏng sứ cách điện, góp phần nâng cao an toàn kiểm tra điện bằng drone.

4.3. Máy cắt, dao cách ly và thanh cái

Máy cắt, dao cách ly và thanh cái

Hệ thống máy cắt, dao cách ly và thanh cái là những thành phần quan trọng trong trạm điện, nơi thường xuyên chịu tải cao và dễ xảy ra hiện tượng quá nhiệt, phóng điện cục bộ hoặc ăn mòn cơ học. 

Drone được trang bị camera nhiệt (thermal camera) giúp đo và phát hiện sớm các điểm nóng tại các mối nối, tiếp điểm hoặc cơ cấu truyền động — những nơi thường là nguyên nhân gây ra sự cố chập cháy, phóng điện. Bên cạnh đó, hình ảnh độ phân giải cao (RGB) hỗ trợ đánh giá trực quan tình trạng cơ khí như rỉ sét, biến dạng, hoặc hư hại lớp cách điện.

Ngoài ra, drone còn cho phép quan sát các khu vực khó tiếp cận, phát hiện nhanh các vật thể lạ như chim, tổ chim, rác hoặc lá cây bám trên thanh cái và thiết bị dẫn điện — yếu tố tiềm ẩn nguy cơ gây ngắn mạch hoặc phóng điện bề mặt. Nhờ đó, đội kỹ thuật có thể lên kế hoạch bảo trì kịp thời mà không cần cắt điện hay tiếp cận trực tiếp các vùng nguy hiểm, giúp giảm thiểu rủi ro an toàn và thời gian gián đoạn hệ thống.

4.4. Cáp, đầu cáp và hệ thống nối đất

Cáp, đầu cáp và hệ thống nối đất

Kiểm tra trạm biến áp bằng drone còn bao gồm việc phát hiện điểm nóng trên các đầu cáp, mối nối cáp ngầm hoặc trên không. Drone cũng hỗ trợ kiểm tra tình trạng vỏ cáp, vết nứt hoặc hư hỏng do môi trường (ví dụ: động vật gặm nhấm), và đánh giá độ võng của cáp trong trạm cùng tình trạng các mối nối của hệ thống nối đất, đảm bảo toàn bộ hệ thống hoạt động ổn định.

5. Tiêu chuẩn an toàn và quy định khi sử dụng drone tại Việt Nam

Để triển khai giải pháp drone cho ngành điện một cách hợp pháp và an toàn, các đơn vị cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định hiện hành.

5.1. Quy định về cấp phép bay và vùng cấm

Quy định về cấp phép bay và vùng cấm

Tại Việt Nam, việc sử dụng drone phải tuân thủ Nghị định 36/2008/NĐ-CP và các quy định sửa đổi (ví dụ: Nghị định 79/2011/NĐ-CP) về quản lý tàu bay không người lái. 

Đặc biệt, việc xin cấp phép bay từ Cục Tác chiến (Bộ Tổng Tham mưu, Bộ Quốc phòng) là bắt buộc cho mỗi chuyến bay trong khu vực trạm biến áp, do đây là hạ tầng quan trọng. 

Nghiêm cấm bay vào các khu vực cấm bay (ví dụ: gần sân bay, khu vực quân sự) nếu không có giấy phép đặc biệt và sự phối hợp chặt chẽ. Việc tuân thủ này đảm bảo an toàn kiểm tra điện bằng drone và tránh các rủi ro pháp lý.

5.2. Đào tạo phi công và đội ngũ phân tích dữ liệu

Đào tạo phi công và đội ngũ phân tích dữ liệu

Phi công điều khiển drone phải có chứng chỉ điều khiển tàu bay không người lái theo quy định của Cục Hàng không Việt Nam. Ngoài ra, đội ngũ phân tích dữ liệu cần được đào tạo chuyên sâu về hệ thống điện, phân tích hình ảnh nhiệt, quang học và sử dụng thành thạo phần mềm AI. 

Theo khuyến nghị, yêu cầu tối thiểu 50 giờ bay thực tế và 20 giờ phân tích dữ liệu chuyên biệt để đạt trình độ chuyên nghiệp trong lĩnh vực này, đảm bảo hiệu quả kiểm tra điện bằng drone.

5.3. Bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư

Bảo mật dữ liệu và quyền riêng tư

Dữ liệu thu thập được từ drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp (hình ảnh, video, nhiệt độ) phải được mã hóa và lưu trữ an toàn trên máy chủ nội bộ hoặc các nền tảng đám mây đạt chuẩn bảo mật cao. 

Các đơn vị cần tuân thủ các quy định về bảo vệ dữ liệu cá nhân và thông tin nhạy cảm của hạ tầng quốc gia. Chỉ những người có thẩm quyền và được cấp phép mới được truy cập, xử lý và chia sẻ dữ liệu kiểm tra, nhằm bảo vệ thông tin quan trọng của hệ thống điện.

6. Chi phí và hiệu quả đầu tư khi triển khai drone kiểm tra trạm biến áp

Việc đầu tư vào công nghệ drone trong kiểm tra hạ tầng điện là một quyết định chiến lược, mang lại lợi ích lâu dài.

6.1. Chi phí đầu tư ban đầu

Chi phí đầu tư ban đầu

• Một bộ drone công nghiệp kiểm tra điện chuyên dụng (ví dụ: DJI Matrice 300 RTK kèm camera Zenmuse H20T/H20N) có chi phí khoảng 300-500 triệu VND. 
• Phần mềm phân tích dữ liệu AI chuyên biệt có thể tốn khoảng 50-100 triệu VND/năm (phí bản quyền hoặc thuê bao). 
• Chi phí đào tạo phi công và kỹ thuật viên phân tích khoảng 15-30 triệu VND/người cho khóa học cơ bản và nâng cao. 

Đây là những khoản đầu tư cần thiết để bắt đầu hành trình chuyển đổi số trong kiểm định thiết bị điện bằng drone.

6.2. Chi phí vận hành và bảo trì hàng năm

Chi phí vận hành và bảo trì hàng năm

• Chi phí vận hành và bảo trì hàng năm cho drone bao gồm thay pin, sửa chữa nhỏ, hiệu chuẩn cảm biến, ước tính khoảng 10-20 triệu VND/năm. 
• Chi phí xin cấp phép bay và các thủ tục hành chính liên quan khoảng 5-10 triệu VND/năm. 
• Chi phí nhân sự vận hành và phân tích dữ liệu cho một đội 2 người chuyên trách là khoảng 200-300 triệu VND/năm. 

Mặc dù có chi phí ban đầu, nhưng những lợi ích về lâu dài sẽ vượt trội.

6.3. Hoàn vốn đầu tư trong 1.5 - 2 năm

Hoàn vốn đầu tư trong 1.5 - 2 năm

Với việc giảm 70% chi phí kiểm tra và 45% chi phí vận hành tổng thể, một trạm biến áp có thể tiết kiệm trung bình 150-200 triệu VND/năm khi áp dụng giải pháp drone cho ngành điện. 

Việc phát hiện sớm lỗi giúp tránh được các sự cố lớn, có thể gây thiệt hại hàng tỷ VND và mất doanh thu do gián đoạn cung cấp điện. Điều này có nghĩa là khoản đầu tư ban đầu vào drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp có thể được hoàn vốn chỉ trong 1.5 - 2 năm. 

Hơn nữa, việc tăng cường độ tin cậy của hệ thống điện lên 15-20% không chỉ nâng cao uy tín mà còn đảm bảo hiệu quả hoạt động liên tục của đơn vị quản lý.

Drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp không chỉ là một công cụ công nghệ, mà là một giải pháp mang tính cách mạng, mang lại lợi ích vượt trội về an toàn lao động, hiệu quả vận hành và tối ưu chi phí cho ngành điện lực. Việc đầu tư vào công nghệ này không chỉ giúp hiện đại hóa quy trình bảo trì mà còn nâng cao đáng kể độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện quốc gia, hướng tới một tương lai bền vững và an toàn hơn.

Chúng tôi tin rằng các đơn vị quản lý và vận hành trạm biến áp nên cân nhắc triển khai giải pháp drone để tối ưu hóa hoạt động, giảm thiểu rủi ro và đảm bảo cung cấp điện liên tục. Để được tư vấn chi tiết và lựa chọn hệ thống drone kiểm tra thiết bị điện trạm biến áp phù hợp nhất với nhu cầu cụ thể của mình, hãy liên hệ với AGS Tech – đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn lòng hỗ trợ.

Hãy cùng AGS Tech khám phá thêm về các chủ đề liên quan như "ứng dụng AI trong phân tích dữ liệu drone" hoặc "xu hướng phát triển của drone công nghiệp kiểm tra điện" để không bỏ lỡ những thông tin giá trị khác!

Thông tin liên hệ:

• Địa chỉ trụ sở chính: 14 Trần Hưng Đạo, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam.
• Đường dây nóng: 07 9988 5588
• Trang web:  https://agstech.vn/
• Facebook:  https://www.facebook.com/AGSTechViệt Nam
• Email: contact@agstech.vn