智能機器人巡檢系統在500kV變電站的應用

楊富宇　張龍偉　郭小江　高令　田興瑞

摘 要：隨著智能機器人巡檢系統在變電站的應用，變電站值班方式正由有人值守到少人、無人值守方式轉變。文章首先對智能機器人巡檢系統的設計及功能要求作了闡述，并針對巡檢系統運行維護及驗收工作等關鍵點，提出了符合生產要求的方法觀點，對智能機器巡檢系統的運行維護及驗收工作具有指導性作用。

關鍵詞：智能機器人；變電站；巡檢；運行

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0050-02

引言

500kV變電站在電能傳輸中有著極其重要的地位，變電站傳統巡視方式是運維人員依據巡視計劃，依賴綜合感官，并借助一些檢測儀器及巡檢經驗對變電設備運行狀況進行以簡單定性判斷，該方式具有勞動強度大、主觀因素多、發現問題隱患滯后等不足。隨著國家電網超高壓及特高壓系統的不斷發展，變電站值班方式正在由有人值守向少人、無人值守方式發展，智能機器人巡檢系統定將成為新的發展方向。

智能機器人巡檢系統在冀北電網500kV變電站處于試運行階段。本文首先對智能機器人巡檢系統的設計與功能進行分析，在此基礎上著重對智能機器人的運維管理及常見問題的處理辦法進行論述，最后闡述了智能機器人巡檢系統驗收過程中的注意事項。

1 智能機器人巡檢系統的設計及功能要求

1.1 系統結構設計

智能機器人巡檢系統總體框圖如圖1所示，共分為3部分：基站層、通信層和終端層。 基站層即系統的監控后臺，由機器人后臺、硬盤錄像機、硬件防火墻及智能控制和分析軟件系統等部分組成，是整個系統的數據接收、處理與展示中心。基站層通過圖像處理和模式識別等技術，實現設備缺陷的自動識別和報警。

通信層由網絡交換機、無線網橋基站及無線網橋移動站等設備組成的，是基站層和終端層的網絡傳輸通道。

終端層由移動機器人、自動充電室以及固定視頻監測點組成。當機器人電量不足或完成巡檢任務后自動返回充電室進行充電。固定監測點由云臺和攝像機組層組成，機器人可將紅外圖像和可見光照片傳輸到監控后臺。

1.2 系統的功能要求

變電站智能機器人應根據巡檢計劃和現場實際需求，對所轄變電站開展日常巡檢任務和紅外測溫，將數據上傳存儲，對于問題數據能進行正確判斷并報警，實現一鍵式順控要求。其主要功能要求包括：（1）信息交換與通信網絡功能。機器人應能與本地監控后臺進行雙向信息交互，本地監控后臺應能與遠程集控后臺進行雙向信息交互，信息交互內容包括檢測數據和機器人本體狀態數據。此外系統應具備通信告警功能，在通信中斷、接收報文內容異常等情況下，上送告警信息。（2）機器人自檢功能。自檢內容具體包括電源、驅動、通信和檢測設備等部件的工作狀態，發生異常時應能就地指示，并能上傳故障信息。（3）對時功能。系統宜具備對時功能，可采用網絡對時、SNTP或GPS、北斗對時等方式，對時周期和精度應符合工程實際的需求。（4）巡檢功能。系統應支持全自主和遙控巡檢模式。巡檢內容主要包括全站一次設備的外觀、一次設備的本體和接頭的溫度、斷路器和隔離開關的分合狀態、SF6氣體壓力及其他表計指示、避雷器泄漏電流指示以及變壓器、電抗器等噪聲，在微氣象采集數據條件下，對所測數據分析生成報告，并能對異常值報警。（5）測溫功能。機器人能夠對站內設備進行溫度檢測，能按照DLT 664規范的要求對電流致熱型和電壓致熱型缺陷或故障進行自動分析判斷，并提出預警。

2 智能機器人巡檢系統的運維管理

2.1 信息安全維護管理

為了增強系統自身信息安全防護能力，提升信息安全自主可控能力，以班次為周期，具體措施包括：（1）對機器人系統漏洞和多余服務進行掃描。對機器人系統進行掃描，包括下位機操作系統是否開啟非業務外的服務和端口，監控后臺系統是否開啟業務外的服務和端口；檢查后臺主機、機器人裝備系統和無線通訊的登錄名及密碼是否符合安全要求。（2）檢查機器人通訊網絡是否與內網及其他網絡連接、是否有其他網絡接入情況。要求檢測系統是否與內網有任何連接，檢查機器人的無線網橋設備、TP-link設備是否與有其他網絡或設備有接入。（3）數據備份及報表管理。離站前對監控后臺系統日志進行備份，并做好備份記錄。每班次要按時導出巡檢數據并填寫報表，對巡檢異常的點要人工進行復測。（4）USB管控。禁用后臺主機所有USB端口，維護有需要時啟用USB，維護完成恢復禁用。使用USB時，記錄USB使用情況（接入時間、人、身份證號、U盤須安全認證的專用U盤）。（5）后臺主機更新系統漏洞。后臺主機更新系統漏洞需要根據安全維護記錄表中上一次維護的時間，確定下次維護的具體時間，要求維護人員前往維護前，事先拷貝部門提供的WIN7 64系統更新的補丁包，現場更換。同時更新“安全維護記錄表”。（6）后臺主機更新殺毒軟件病毒庫。后臺主機殺毒軟件病毒同后臺主機系統漏洞同步更新，要求維護人員前往維護前，事先下載好最新版本的瑞星個人版程序及部門提供的瑞星最新的木馬病毒數據庫補丁包，進行現場更換。同時更新“安全維護記錄表”。（7）禁用后臺無關服務。離站時關閉Windows telnet服務器。

2.2 巡檢系統日常維護

針對機器人系統較常見的異常情況，運維人員可根據廠家提供的指導手冊進行處理，此外運維人員還應定期檢查機器人的巡視路線有無障礙物，并對巡視路線進行清掃；應每月對機器人開展檢查維護，并做好記錄；應定期對機器人系統開展軟、硬件測試的專項維護工作。在全面維護檢查工作，具體包括智能巡檢機器人本體、底盤及云臺、傳感模塊、電池容量及老化程度、后臺系統檢測及充電房清掃等，發現問題及時進行處理，無法自行處理的應聯系廠家人員。

3 智能機器人巡檢系統的驗收

變電站智能巡檢機器人驗收工作規范化是提升機器人巡檢實用化水平、確保工作質量的有力保證，變電站運維人員需嚴格依據驗收要求，按照驗收程序進行驗收，直至驗收合格。驗收內容具體包括：（1）技術資料完整性的驗收。技術資料主要從合同及技術協議、廠家提供的原始資料、安裝調試相關設計圖紙、施工方案等方面考核廠家提供資料的完整性和準確性，站內要做好巡檢系統臺帳及履歷卡。（2）性能指標。性能指標主要從巡檢系統施工設計、機器人本體性能和技術參數、以及功能實現準確度、精準度等方面考核巡檢系統的性能指標，確保巡檢系統在巡檢過程中零故障、零誤差。（3）后臺系統應用的驗收。后臺系統主要包括機器人本地監控后臺、遠程集控系統數據、視頻圖像傳輸、信息交換能力等方面，要保證監控后臺軟件界面布局及系統主機配置參數滿足要求，功能性齊全，方便運維人員對機器人進行操作管理。（4）施工質量的驗收。施工質量主要從導航設施、巡視道路鋪設等施工組織、質量等方面考核廠家的施工能力。驗收過程中要嚴格執行工作票、動火票，按照工作計劃及公司要求的流程核查機器人項目實施情況。（5）識別率的驗收。巡檢覆蓋率和表計數字識別率主要從室外設備巡檢點設置和表計數值讀取等方面考核機器人巡視覆蓋范圍及表計的數字識別能力，識別率應滿足100%，確實無法覆蓋、無法數字識別的須經省公司運檢部審批并經國網運檢部核實后才能通過驗收。（6）信息安全自查。信息安全自查主要包括基礎網絡、主機操作系統與數據庫以及智能設備三個方面，要保證機器人私有網絡沒有安全隱患、口令密碼強度大及殺毒軟件更新等要求。（7）售后服務的驗收主要從備品備件、質保及培訓、技術支持等方面查看廠家是否按照技術規范書要求提供相關服務，考核廠家售后服務水平。

4 結束語

智能機器人巡檢系統雖然技術先進、抗電磁干擾能力強，但在實際應用中也存在定位失敗、無法返回充電室、表計無法識別或識別準確性差等急需解決的問題。隨著技術的不斷完善，智能機器人巡檢系統定將取代傳統變電站巡檢方式，保障變電站的安全穩定運行。

參考文獻：

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