探索变电站智能巡检机器人的应用与研究温志鸿

探索变电站智能巡检机器人的应用与研究温志鸿

温志鸿

国网江西省电力有限公司赣州供电分公司江西省赣州市341000

摘要：变电站是输电网的枢纽，变电站运维工作中的设备巡检是有效变电站设备安全运行、提高供电可靠性的一项基础工作。随着变电站规模扩大，巡检区域不断增加，运行环境也变得更为复杂，这样使得变电站现场设备的巡视范围和工作量变大，给设备和电网安全运行带来隐患。随着机器人技术的发展和成熟，利用机器人进行变电站设备巡检成为可能，经过近几年的持续研究和改进，变电站智能巡检机器人得到了有效应用。

关键词：变电站；机器人；巡检

在供电系统中，变电站起着非常重要的作用。变电站设备的可靠运行离不开对变电站的定期维护和检查。在传统的巡视方式当中，人工巡视占主要成分，通过感官来对设备进行简单的检测判断。当前科学技术在不断进步，对电力系统也相继进行深化改革，因此自动化程度也得到了提高。通过数据采集系统、监视系统等对变电站中的电器设备进行检测，从而实现远程控制变电站设备，相应减少变电站运行维护方面的工作，将设备的使用周期延长。当前，有很多变电站都已经实现了无人值班或者少数人值班的情况，但是还有一些问题不能被及时发现，尤其是在室外的变电设备，这种现象表现得更为明显。巡检机器人是一个通过遥控方式进行变电站巡检，对于少人或者没有人看管的变电站，这样的方式能够对当前存在的问题进行很好的解决。

1.诠释变电站巡检机器人

变电站巡检机器人能够替代人工对室外变电站进行必要的巡视巡检。智能巡检机器人具备多个高科技技术，主要为可见光CDD、红外热像仪等，通过这些技术对变电站的设备、线路进行实时的巡检，以远程遥控或按照规定线路自动检测的方式，替代人工对高压设备进行检测，能够及时有效的发现变电站内设备的各类问题，给变电站工作人员提供及时、准确的事故预兆，提前发现故障隐患。

变电站当中的巡检工作具备重复性高、严密性强、危险性高以及紧急性高的特点，以人工进行巡检很难满足各项要求，并且会有一定的安全隐患。对此，机器人的应用有效地消除了这些隐患，利用机器人所具备的红外热像仪、监控收音技术以及可见光CDD摄像技术对室外高压设备、线路进行实时的巡检。同时，机器人的巡检工作可以独立于工作人员进行，能够依据程序在某个时间段，在无人值守或无人操作的情况下对高压设备进行有效的巡检。机器人还能够有效地辅助工作人员对室内、外设备进行故障分析，对带电设备的异物悬挂、热缺陷等问题进行实时检测，分析故障原因，发现故障地点，从而提升维修人员的维修效率，从而起到事半功倍的效果。

2.智能巡检机器人的运行功能

通过在巡检机器人身上进行可见光CD摄像机、红外摄像仪等设备的安装，操作人员对其进行遥控控制，从而能够实现对室外变电设备的有效巡视。

2.1整体结构

巡检机器人主要由三部分组成，分别是基站、移动体控制系统和电站设备检测系统，其中电站设备检测系统包括传声器、可见光图像摄像机、红外图像摄像机三部分。

2.2基站系统

基站系统主要是一些硬件设备，包括无线网桥、计算机、网络集线器等，主要是为了对各种指令的接收，然后将这些指令非常准确的传达到移动体运动控制系统。基站系统所采用的系统是Windows系统。在运行监控中心来对基站计算机进行安装，主要包括电子地图、实时数据库、基站框架等模块。

2.3移动体控制系统

移动体控制系统主要有两个组成部分，分别是控制子系统和工作系统。其中控制子系统的硬件设备主要是主板、控制卡和驱动器，主要是进行运动、行为的巡检控制。对于外部环境进行数据的采集，如GPS、超声等进行路径的规划，通过接受到的局部行为来对结果进行有效规划，对于车体要进行建模，分别分解各个接受到的接受指令，将每个电机能够承受的速度进行精准计算，从而更好地对电机进行控制。移动体控制系统中的工作子系统的主要职责是对巡检过程中的工作进行有效负责，如采集声音和数据、实现充电工作等。

3.智能巡检机器人在变电站中的应用

在变电站中，巡检机器人具备三种巡检技术，主要为机器视觉功能、设备热缺陷鉴别以及红外测温技术。

机器视觉功能主要是对图像进行处理，并将无关紧要的“杂质”去掉，消除因自然环境而导致的图像模糊，例如光照、雨水、雪花等，从而提升巡检图像的清晰度。在处理掉“杂质”之后，再对图像进行高精度匹配以及物体识别处理，能够有效地对设备进行主动识别，并对设备的状态进行识别，主要能够检测出设备的油位计表位、仪表数值、刀闸开合情况以及外观情况等；设备热缺陷识别功能主要是通过红外检测功能对互感器、变压器等设备进行检测，分析这些设备的母线连接头、开关触头的温度，并利用温度升上情况以及同类设备的温度差进行对比，从而分析出设备的温度变化是否异常，并对该设备是否故障进行评估，如果发现数据异常并且能够确定设备故障，则会自动报警，从而提醒维修人员进行及时的维修；红外测温技术主要是在红外图像识别中，利用红外测温技术对设备或区域的温度进行检测，分析各个设备、区域的温度差异情况，并与历史数据进行分析、对比，从而保障温度巡检的有效性、可靠性。

在机器人巡检之前，可以在系统当中录入变电站的设备分布、场地详细图、所需要巡检设备的分布图以及巡视线路图，从而使机器人依据预先设定的线路进行巡视检查，更加便利的对变电站内设备、电路进行运维管理。智能机器人能够在日常巡检工作中替代人工对变电站内设备、线路进行有效巡检，可以以自动、本地或远程遥控的方式及时发现故障问题。巡检过程中能够测量设备的噪音、温度、设备的外观、仪表数值以及刀闸开合情况等，其具备高客观性、高标准化、高智能化以及多样化的巡检特点。在巡检过程中，能够形成时间、线路、巡视内容以及报表管理为一体的管理日志，从而实现全程巡视管理、监控，给操作人员提供及时、可靠的设备信息，给运维管理人员提供可靠的数据分析与决策支持。

4．变电站巡检机器人工作管理办法

4.1组织机器人管理人员的培训工作

巡检机器人操作管理人员需要科学的掌握控制管理知识，才能实现对巡检机器人正确的操作。因此，巡检机器人操作人员要加强对业务技能的学习，可以向厂家积极学习操作技巧，熟悉相关方面的规章制度。与此同时，变电站还要加强对职工的培训。作为一名机器人管理员必须精通机器人的基本操作，熟悉机器人的各项功能使用，还要对基本的使用规范和注意事项进行详细了解。当然，机器人管理人员还应当对机器人所巡检的设备项目了解充分，并对检查出的故障特征及日常维护方法要有充分掌握。

4.2设立机器人管理岗位

确保机器人的正常运行就需要做好对机器人的日常维护，并且，严格按照相应的巡检计划安排进行。对巡检机器人的巡检路线和巡视结果进行汇总分析，将各项数据分类归档。此外，机器人管理员还应当定期对机器人进行全身检查，及时发现机器人的隐患，对机器人存在的故障或者问题及时处理，确保机器人工作的正常。

结语：

在变电站的正常运行当中，对于设备的巡视是一个非常重要的工作，同时也是一项非常基本的工作。在以前，这项工作主要是由人工来完成，通过巡检人员的感官和日常经验来进行定性判断，这种巡检方式受到多方面因素的影响，如天气好坏情况、管理成本、劳动强度等，使得巡视的结果存在较大的缺陷，不仅使得电力系统的成本较大，同时也和当前的自动化、信息化发展趋势不符合。在变电站系统设备的巡视方面，质量和效率是非常重要的考核因素，因此将巡视机器人使用其中，代替人工巡视，可以取得很好的巡视效果，确保电力系统的有效、平稳运行。

参考文献：

[1]高旻龙.智能巡检机器人在变电站中的应用[J].价值工程，2015.

[2]鲁守银，张营，李建祥，等.移动机器人在高压变电站中的应用[J].高电压技术，2017.