变电站智能巡检机器人应用提升研究

变电站智能巡检机器人应用提升研究

温秀新

济南汇智电力科技有限公司 山东济南 250000

摘 要：变电站智能控制机器人已应用于不同电压水平的变电站。可采用人工设备检查、红外温度测量、抄表等操作和维修工作，减轻传统操作和维修工作的负担，提高效率。分析和综合是基于智能巡逻机器人在变电站的实际应用和相关机器人技术的发展。

关键词：智能巡检机器人；变电站应用；检修；

前 言：随着变电站无监督运行和维护方式的推广，运行和维护人员大幅减少。为了保证变电站设备控制的质量和频率，迫切需要用机器人代替人工控制，节省人员。目前，许多变电站都配备了智能控制机器人。智能机器人巡逻设备与人工巡逻相比的优势、存在的问题和解决方案如下所述。

1 智能巡检机器人应用情况

巡逻机器人的红外摄像机可以通过无线网络接收图像信号，并将相应的信号传输到指定的计算机上。同时，利用变电站巡逻机器人的智能技术，可以有效地管理相应的图像记录。同时，利用图像融合算法，可以对相应的可见图像进行有效的分析，从而降低变电站巡检的总体难度。

1.1 整体应用情况

机器人的智能控制、智能变电站进行检查变电站设备及其环境,通过智能自动化技术等自主导航、图像识别、实时红外探测和自动充电,通过自主或远程控制。目前，变电站智能检测机器人可实现设备目视监控、红外温度测量、自动抄表、高清图像比较、气象数据采集等功能。但是，由于自主导航、图像处理和超声波避障技术仍处于起步阶段，未经试验的工程技术的发展已导致实地应用。

1.2 智能巡检机器人导航方式

在未知环境中，机器人必须执行定位、映射和道路规则才能实现智能。因此，导航和定位对智能巡逻机器人的自主运行至关重要，其导航系统的性能直接决定了巡逻任务的质量和效率。变电站的智能巡逻机器人可以使用磁道导航、激光导航、GPS导航、目视导航等。由于前者通过磁力探测使用导航的智能机器人等都不得不面对的问题工作量来铺设铁轨,维修成本高、刚度和交通路线难以跨越的障碍,机器智能检测调试使用激光导航,实现了自动导航路径。

1.3 巡检机器人转向问题

控制机器人的转向主要有三种方式:一是机器人有四个驱动电机，方向运动是通过两侧驱动轮之间的速度差就地实现的。第三种机器人由驱动轮和万向节轮组成。在运动中，方向是由两个驱动轮之间的速度差来确定的。三种驾驶方式的优缺点如下表所示。

2 变电站智能巡检机器人的优势

（1）检查的频率是有保证的。智能检测机器人的检测设备不受时间、人员等因素的限制。对指定的检查站，应当按照规定的时间间隔和路线，用可见光和红外线检查，确保各检查站按时到位。

（2）检查是高质量的。智能巡逻机器人可以拍摄可见的光图像，在巡逻点识别读数，并自动报告读数超过上限。拍摄设备外观的可见照片，并将其传送到遥远的有人居住的地点;对瓷瓶中出现的裂缝、漏油等进行性缺陷进行了人工识别和定位。该设备热部件的红外检测可以自动检测温度超标并发出警报。

（3）可以对单个部件进行连续检查。当设备出现严重故障时，可以使用智能控制机器人对故障部件进行连续监控。一旦缺陷继续发展，操作和维护人员将立即得到警告，并被警告消除这些缺陷。人工控制很难实现。

（4）检查可以在不适合进行人员检查的地点进行。变电站灭弧后会产生剧毒SF6气体。在这个阶段，智能巡逻机器人可以进入故障区域拍照并上传照片，这样相关人员就可以了解现场的情况并采取适当的补救措施。

3 智能巡检机器人应用提升措施

3.1 激光传感器的选择

在机器人的研究和设计中，优先考虑三维激光传感器，以减少环境因素对巡逻机器人定位精度的影响。激光传感器是巡逻机器人制图和导航系统的核心部件，主要用于探测机器人环境中物体与传感器中心之间的距离。然而，在与外部环境的相互作用中，外部环境的各种因素必须直接或间接地影响传感器本身，从而影响传感器在确定距离方面的实际性能。使用3d激光传感器的定位和导航数据的同时,形成三维空间的±30°纵向数据,然后终于数据特征点的三维立体3d数据完整性和计算。即使机器人的轮胎略有磨损，环境略有变化，背景算法也可以用来补偿对巡逻机器人导航和定位的影响。

3.2 轮胎的选择

因此，在为巡逻机器人选择设备时，应充分考虑轮胎故障对机器人导航和定位的影响，尽量选择空心和实心轮胎，避免使用充气轮胎。在使用轮胎的情况下，一旦传感器机器人的轮胎压力发生变化，机器人可能会因为位置偏差而被连根拔起。使用实心轮胎后，应根据轮胎在转弯时的磨损程度，定期更换机器人轮胎，以避免因轮胎磨损而造成的位置偏差、自动装载故障和脱轨。

3.3 驱动方式的选择

对比现有控制多个机器人驱动模式,结合实地行动,发现了该机器人控制四轮驱动包含导实地而言尤其重要,轮胎的磨损,从而直接控制机器人的定位。

3.4 数据传输的安全性

目前，各变电站的巡逻机器人监控系统和后台的移动巡逻机器人，通过自行搭建的无线桥基站，实现了巡逻数据的无线传输。但是机器人使用的无线网络属于专用无线网络(WIFI)，不符合电力系统内部网络数据访问的安全要求。pawl机器人系统的存在所以总是机器人的数据作为一个独立的系统,并且诸如红外测量温度,承认电表等等,不能直接连接到PMS生产管理系统,从而不可以交流和分享数据。巡逻机器人可以通过一个私人无线网络传输数据,由1.8 g,一个芯片加密,机器人的实质性监测数据可以连接到一个内部网络数据平台。

3.5 续航能力

智能检测机器人电池的充电时间为8小时，满载时只能连续工作6小时。为了在特殊情况下对单个设备进行连续检查，不应超过6小时，也不应满足实际要求。智能巡逻机器人的电池容量可以从1000瓦/小时增加到2000瓦/小时，从而延长它们的寿命。采用高倍增率可充电电池提高充电速度。

3.6 定位频繁

智能巡逻机器人使用地图定位模式，即拍摄环境的实时照片，并与预先录制的地图图像进行比较，以定位机器人。因在该算法误差积累,经常无法定位在一个特定的巡逻点的实际应用,让智能巡逻机器人不断迁移,直到电池耗尽,因而需要维修经营者和管理者推手动机器人巡逻返回房间用于充电和重启。在这种情况下，有必要修改站点故障过程，提高定位地图的质量。固点在地图上定位不应含有的草坪或其他植物,因为植物、草坪和正在不断演变,使得画面实时定位不符合智能巡逻机器人所存储的信用卡,这导致失败的位置。对于由于单调的环境相似而导致的定位缺陷，可以在故障区域显示一个标志图标，以避免由于图像过于相似而导致的定位缺陷。由高精度北斗系统或GPS设备定位。

3.7 机器人巡视盲区问题

机器人由电气安全距离、设备空间布置和重心控制，不能任意调节高度和轨迹，只能在指定的路线上巡逻。如果设备彼此隐藏，道路上就会有无法观察到的巡逻点，也就是死点。目前，变电站智能巡逻机器人的盲点率一般在10%以下。通过增加反射面和调整仪表面板的角度，可以进一步降低盲点率。智能检测机器人的盲点需要人工检测，而智能检测机器人还没有做到这一点。

结束语

综上所述，变电站智能机器人巡检技术的有效应用，大大减少了工作人员的实际工作量，降低了人为失误引起各种问题的可能性。随着经济的增长和社会各领域对电力需求的增长，提高电力系统运行的安全性和稳定性变得越来越重要。

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