變電站的智能機器人巡檢系統設計

梁慶華 吳甜 劉海朋 蒲庭燕

摘要：隨著電力系統體系深入改革，可用于替代變電站人工退視的智能機器人巡檢系統逐漸得以廣泛應用。在對變電站的智能機器人巡檢系統設計研究的時候，需要首先明確變電站智能機器人巡檢系統所涉及到的基本原理以及這一系統在應用的時候，其主要功能的應用，通過闡述該系統在變電站設備遇視及缺陷跟蹤檢測等方面發揮的作用，對智能機器人巡檢系統在變電站更好地發揮作用具有重要意義[1]。

關鍵詞：變電站；智能機器人；巡檢系統；設計

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0167-02

當前，互聯網技術的應用逐漸普遍，在這種形勢下，利用新型的技術和方式不僅能夠使得設備運行過程中的輸電效率得以提升，同時也能夠促使變電站工作人員對其進行維護的負擔有效減少，促使設備能夠得以正常安全運行。智能機器人的巡檢系統應用，也能夠使得人工巡檢過程中存在的誤差以及局限性等得以降低，并且智能機器人詳細的對變電站進行嚴格的檢查，使得變電站的工作得以長期穩定發展[2]。

1 智能機器人巡檢系統原理

帶電檢修機器人替代在絕緣操作桿基礎上所運作的人工作業方式，智能機器人巡檢系統中所具有的控制系統也需要能夠將視覺輔助遠程快速定位技術和機械手臂等綜合在一起，使得強電磁場環境下無線遙控與通訊技術能夠綜合在一起，促使遠程控制機器人帶電操作，并且對配套新型連接金具的隔離斷路器加以維護和檢修處理。當前在進行機器人控制的時候，其中的主要控制方式包含有四種，根據變電站現場需求的情況，使用IPC控制機器人[3]。

2 變電站巡檢機器人的系統設計

2.1 基站控制系統層

基站控制系統層其中主要包含有機器人遙控和自動巡視以及機器人狀態信息顯示、數據儲存等內容。

首先是機器人遙控，在機器人的實際應用的時候，遙控主要是對機器人遠程控制的重要工具，對機器人的行駛或者是攝像機調焦等操作，都能夠在機器人遙控的基礎上促使其成為顯示，這些行為主要是在鍵盤和鼠標等基礎上完成的。

其次是自動巡視，智能機器人的巡檢系統能夠使得機器人自動進行巡視，并且操作人員在這一過程中可以設定相應的巡視時間，機器人在這一基礎上能夠自動實施巡視任務，并且在自動巡視的時候，機器人所需要執行的主要任務包含有自動云臺動作和自動紅外熱像儀的操作及紅外數據的采集等內容。

再次是實時圖像數據監控和機器人狀態信息的顯示，智能機器人的巡檢系統中對可見光攝像機及紅外熱像儀等實時監控處理，其主要是對遙控和自動巡檢等方面的功能加以配合，使得數據的詳細記錄更為便利。

最后是數據儲存與分析等方面內容，機器人實際運行的時候，主要是在電子地圖信息及工作系統當中的信息等信息內容的基礎上，其較為詳細的數據在數據庫中記錄，并且機器人在實際運行的時候，其中產生的一些巡視進行詳細的記錄和數據分析，使得之后的查詢更為便利，并且為之后數據的分析提供較為良好的支持。

2.2 移動站系統層

首先是主控計算機系統，主控計算機系統在智能機器人的實際應用的時候，具有較為重要的作用，主控計算機系統程度主要是對其實時全方位和多功能的操作處理，并且面向對象實施語言開發編程處理的，其自身的目的是為了能夠采集導航的定位信息，對這些信息內容有效處理。

其次是導航定位系統，其主要包含有導航傳感器和定位傳感器等部分內容，導航傳感器本身是磁導航傳感器，能夠有效的跟蹤地面之前所鋪設的相關磁導航運行軌跡，最終實現導航。

再次是動力系統，動力系統中包含著電池和電源管理器等相關內容，其在運行的時候，主要是為機器人提供基礎的能力，而動力系統主要是為了促使電池得到合理配置和管理。

最后是檢測采集系統，在移動站系統層中的檢測采集系統通常情況下，是為了對攝像機以及紅外熱像儀等設備提供必要的依據和數據傳輸。如圖1所示。

3 智能機器人巡檢系統的實際應用

3.1 三維電子地圖技術

在智能機器人的巡檢系統實際應用的時候，其中也選擇了其他相關的技術對其配合處理，并且在智能機器人的巡檢系統實施三維虛擬現實技術的基礎上，對變電站實施實際規模構建，三維電子地圖技術在具體應用的時候，能夠有效對二維平面地圖的局限性取代，并且使得后臺操作人員能夠有身臨其境的感覺，在對巡檢位置確定的時候，更加確切。

3.2 實時數據曲線分析技術

智能機器人巡檢系統的實際應用的過程中，實時數據曲線分析技術使用的時候，其設備的溫度也會由于自身負荷變化的情況下，出現相應變化和影響，同時其中較為單純的溫度變化趨勢不僅無法切實有效的體現設備老化等問題，在機器人的實際巡檢過程中，其自身巡檢測溫報告需要能夠和變電站多具有的運行管理MIS系統聯系在一起，使得機器人在實際巡檢的時候，通過便點運行管理系統，能對其中存在的數據的異常現象等凸現出來，促使巡檢數據的質量和水平都得以提高。如圖2所示。

3.3 模式識別技術

智能機器人巡檢系統在實際的操作過程中，不可能每一次都準確無誤的對準目標實施操作，對其精確程度產生影響的因素主要包含有運動控制的精度和導航停靠精度的限制等相關內容，而由于觀測距離的不同，也會使得其在實際檢測的時候，對檢測結果產生直接影響，使得其中相關數據出現不夠精確的現象。而在這一形式下，在模式識別算法的基礎上，需要和機器人檢測位置配合，對目標設備定位和分辨處理，并且促使數據檢測的準確性以及可行性都得以凸顯出來。

4 結語

電力系統本身的結構就具有較為復雜的特點，并且其自身能夠得以安全合理運轉的時候，也會對人們的日常生活產生一定程度上的影響，在這一情況下，智能機器人在應用的時候，不僅能夠促使傳統的變電站巡檢任務得以優化，同時也能夠在現代技術的基礎上以及其現場檢測的情況等，實施較為詳細的檢測和有效控制。機器人的合理應用，變電站的智能機器人巡檢系統的有效設計和不斷完善也能夠使得其中所涉及到的勞動力的數量得以減少，實現變電站巡檢任務的統一化和標準化發展。

參考文獻

[1]馬承志，吳敏.變電站雙體智能巡檢機器人研究綜述[J].價值工程，2018，37（15）：284-286.

[2]王奎，鄭志勇，潘飛.變電站智能巡檢機器人的應用[J].科技與創新，2018，（07）：148-149.

[3]羅漢武，李文震，陳師寬，李穆，張海龍，李昉，劉海波，馮新文，楊倩倩.一種變電站智能機器人巡檢輔助分析系統及方法[P].內蒙古：CN107680195A，2018-02-09.

Abstract：With the in-depth reform of the power system， the intelligent robot inspection system which can be used to replace the manual evacuation of substations has been widely applied. In the design and research of the intelligent robot patrol system for the substation， the basic principle of the intelligent robot patrol inspection system in substation and the application of this system in the application are needed， and the system is expounded in the aspects of the sight and defect tracking of the substation equipment. It plays an important role in the intelligent robot inspection system in the substation to better play its role.

Key words：substation； intelligent robot； inspection system； design