機器臂搭載局放在變電站的應用

許玉斌，齊振忠，王紅巖，寧晉峰，崔辰晨

（國網長治供電公司，山西 長治 046000）

變電站的發展水平關乎著經濟社會的核心命脈。由于當前變電站的檢測領域仍在沿用傳統的人工檢測技術，耗時耗力的同時，測量的準確性也有較大的爭議。因而，當前國家就如何提高變電站的檢測應用提上了完善的議程。直到高科技機器臂的出現，才將此難題充分得到了緩解，此技術一經問世就成為打破傳統陳舊檢測技術的新手段，在提高效率的同時，還有效降低了工作的危險性。因此，本文針對機械臂搭載局放在變電站的應用進行以下分析。

1 機器臂搭載局模塊的工作原理

1.1 探測、傳動、監控

機器臂搭載局在變電站的應用一般有特定的工作原理，具有變電站高壓線探測、伺服傳動以及視頻監控的功能。首先，變電站高壓地線探測是通過高精度的測距傳感器來實現，而測距傳感器主要依附于檢測電機，并且在檢測電機在特定角度運行下自動來回擺動，同時檢測電機的旋轉軸也根據設定的角度隨之擺動，較為立體直觀的掃描傳感器距離的遠近。其次，伺服傳動系統是通過伺服驅動器與伺服電機進行自動的匹配，進而實現高效率。此外，還對伺服傳動系統配備高精度的編碼器，進行準確的記錄，充分反映出電機軸旋轉的精準位置信息，為變電站的工作提供重要的技術保障。第三，視頻監控采用高清攝像頭，實時進行監控，攝像頭配備為最高端，可以變焦，還可以旋轉，360°無死角的監測，有效保證了所拍視頻的清晰度，為監察提供了便利。

1.2 姿態自動調整

姿態自動調整的工作原理是通過變電站高壓地線探測為基本內容，在此基礎上進行自動的調整。其具體工作方式是，當升降臺上升到一定高度時，會啟動自動運行的模式，此時高壓地線探測功能正式啟動，內部的測距傳感器會探測到一些數據，此時當檢測電機旋轉到設定的角度時，測距傳感器會與之保持平行距離，然后旋轉軸停止運行，升降臺繼續上升，開始循環第2個回合。在此過程中，姿態自動調整系統在傳感器的工作下會捕捉到每個細小的距離，當旋轉軸在其中最小距離處停止擺動時，則說明此時變電站的高壓地線為垂直狀態，此種狀態是高壓地線掛接的最為合適的位置，方便了機器臂搭載局在變電站的應用。

1.3 自動夾取變電高壓地線

自動夾取變電高壓地線模式是根據姿態自動調整模式后來實現。電子羅盤對于所獲取的地理位置，通過互聯網通訊技術傳輸給系統控制器，系統控制器會將收到的信息進行詳細的分析、過濾，并最終得到最為精準的部分，以此作為理論參考，采取垂直的姿態，及時選擇最佳的夾取時機，從而自動化夾取變電高壓地線。

2 變電站對機器臂搭載局模塊的選擇及優缺點

現階段，隨著科學技術的不斷發展，我國在變電站領域也不斷進行創新優化，傳統變電站局放的檢測工作都是由人工檢測完成，工作量巨大并且識別數據需要較長時間，故檢測結果的準確性無法保證。對此，國家進行了優化調整，將局放檢測工作落實到科學技術上，用新型機械臂技術代替傳統的人工檢測，通過高科技機械臂的自動升降，并配合精準識別系統鎖定需要檢測的位置，結合伺服系統進行準確的監測，從而解決了人工檢測中效率低的問題。目前，變電器機器臂搭載局模塊的選擇包含3大類：

2.1 六軸機械臂

第1類是六軸機械臂。此種機械臂的優點是具有高度的自由性可以選擇，精準度相對較高，并且可操作的范圍相對較廣。缺點則是體積較大，并且操作起來難度系數非常高，對于底部穩定性的要求相對較為注重。綜合來看，六軸機械臂不太適合放在變電站里應用。

2.2 多自由度液壓臂

第2類為多自由度液壓臂。此種機械臂的優點是功率的比重恰到好處，并且穩定性相對較好。缺點則是雖然功率比重較好，但所消耗的較大，因而此種機械臂依然對底部的穩定性有較高的要求，但同時多自由液壓臂的檢測的精準度較差。因此不太適合進行精細度較高的檢測工作，對于放在變電站的應用更為不適合。

2.3 伸縮式機械臂

第3類是伸縮式機械臂。此種機械臂的優點是操作非常簡單，并且檢測的精準度極高，質量體積與前兩類相比較為輕便。缺點是檢測所需的運動模式較為單一。因此綜上所述，伸縮行機械臂更適合放在變電站的市內進行檢測工作，而運動模式的單一可以通過后期與運行系統模塊聯動的配合去激發更多的運動模式。

3 淺析機器臂搭載局模塊在變電站的應用創新

變電站后臺的大數據平臺系統，通過機械臂獲取到監測信息，進而實現在數據庫基礎上的資源共享，再將數據所定義出來的屬性進行有效整合，在保證數據完整性的同時，還能夠更深層次的探索各數據之間規律的一致性，并且利用大數據后臺強大的分析能力檢測出變電站出現的問題。當前，機器臂搭載局模塊在變電站中的應用大概分為以下幾種。

3.1 光電控制模塊與數據采集模塊

第1種為光電控制模塊。主要是對機械臂的運動位置進行適時的監測并回訪，進而防止機器運動過度造成結構本身的損壞。第2種為數據采集模塊。通過傳感器探測到的數據推送到高性能的節點處，并將節點處的數據發布到系統的整體分布群里，并在系統群里進行處理，最后將處理過的精簡結果加載到大的數據庫中。因數據處理的節點具有較好的分散性，故數據處理模塊具有針對不同數據協議的兼容性，數據采集模塊能夠較好的支持數據之間的整合，實現擴展性、通用性以及靈活性的統一。

3.2 伺服控制模塊與電網運維預測模塊

第3種為伺服控制模塊。充分的將變電站局放檢測系統的單元進行整體的控制，通過接收大數據后臺的位置指令后，由控制器對伺服控制模塊進行位置、速度的綜合分配，并在系統內部安裝原點傳感器，對后臺進行實時的位置反饋，在整體系統中實現閉合。第4種為電網運維預測模塊。此模式與其它幾種模式有本質上的區別，其主要是針對變電站內部展開，在變電站內部電網檢修過程中，信息通過設備、環境等狀態，自動對運維能力進行感知預測，在變電檢修等工作中，實時對工作過程進行綜合把控，實現各類檢測技術和生產指揮決策的智能化。在變電電網預測方面，更是通過精準的預測運行，將電網進行協調互動，有效節約了生產成本以及利用好能源，實現經濟結構的合理調度。

3.3 圖像識別模塊

第5種為圖像識別模塊。此模式主要的應用原理是首先要進行精準的定位，然后配合伺服系統，并利用自身特有的機械設備，完成變電局放的檢測工作，通過圖像采集獲取高清圖像，然后精準定位，劃分目標區域位置，進行細致的辨別，最終得出結論，執行指令結果。

3.4 創新性

通過研究機器臂搭載局在變電站的應用，在區別于傳統檢測技術的同時，增添了更多的創新性并融入其中。首先，針對機械伺服系統，運用視覺聯動的控制技術，并結合伸縮式機械臂在底部進行運動，實現精準的定位。其次，提出圖像精準配比法，對圖像中較為敏感的區域進行提取配型，并且通過模型識別技術對機械臂的原點坐標進行伸縮性的運動定位。最后，研究機器臂的數據傳輸及預警技術，組織傳輸系統架構，使得機械臂與平臺控制進行信息發熱互動，當機械臂接收到系統指令時，自動進行模式操作，并正確反饋信息，通過數據分析預警接收狀態異常的情況，并在異常情況下及時發出報警信息，避免突發情況為變電工作帶來損失。

4 結語

綜上所述，當前我國對于機械臂放在變電站領域的應用還處于發展的初期，在不斷發展的同時，還有一些內容需要進行完善。如何提高機械臂搭載局在變電站的應用效率，并提高自動化發展水平，是我國當前科技發展需要研究的重要課題。因此，本文圍繞文章主要的核心思想提出以下幾點：一是探測、傳動、監控；姿態自動調整；自動夾取變電高壓地線。二是變電站對機器臂搭載局模塊的選擇及優缺點。三是淺析機器臂搭載局模塊在變電站的應用創新；光電控制模塊與數據采集模塊；伺服控制模塊與電網運維預測模塊；圖像識別模塊；創新性。望此次研究的內容與結果能夠得到社會的廣泛關注，為促進我國運檢技術自動化、智能化的發展提供不竭的動力源泉。

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