探究變電站設備巡檢機器人的研究與應用

洪葉

摘 要：本文從工作內容、主要功能、優點三方面介紹了巡檢機器人，并給出三種變電站運維中機器人的使用，以及一點使用建議。以供參考。

關鍵詞：變電站設備;巡檢機器人;人工智能

引言：傳統的變電站巡檢工作，主要由人工負責，但是巡檢工作內容繁多，工作量巨大，使用人力的效率較低。隨著科學技術和人工智能的不斷發展，現在已經有一部分變電站的巡檢工作由巡檢機器人代替人工完成。巡檢機器人使得巡檢工作更加規范化、標準化，高效率的工作完成狀態為變電站的維護提供了便利。

一、巡檢機器人的研究

巡檢機器人是為了提升巡檢工作的安全性、效率性、時效性等方面的內容而產生的。巡檢機器人中使用到了地圖的構建、定位、視覺和激光導航等技術[1]。巡檢機器人在很多場景中都能發揮積極作用。例如變電站的巡檢工作、電力隧道的巡檢、核輻射的檢查等。巡檢機器人的主要工作內容有：檢測變電站內設備的溫度、檢測變電站設備的外部是否存在破損或者放電情況、檢測變電站設備的運行狀態和儀表數據、檢測變電站的設備聲音情況、檢測變電站周圍的環境情況等。目前大多數巡檢機器人都是由六部分組成，分別是智能云臺、驅動底盤、激光傳感器、可見光的攝像機、紅外熱像儀以及其他零部件。

巡檢機器人的功能有以下幾種。第一，巡檢機器人能夠進行導航和定位，通過激光導航的技術形成地圖，并在巡檢工作中自行定位。變電站無需使用磁條作為指引，能大大降低巡檢工作的投入成本。第二，巡檢機器人能夠自行規劃巡檢路徑，在巡檢工作中，機器人可以根據任務的需求，在地圖中找到最佳的行駛路線。第三，巡檢機器人能夠使用紅外線進行設備的診斷工作。在巡檢過程中，機器人會自動記錄設備的溫度變化情況，如果設備最高溫度超過安全值，就會判定系統運行狀態異常，幫助巡檢工作人員完成后期的鑒定和維護。第四，巡檢機器人能夠進行視頻監控，機器人上安有高清的攝像機，在巡檢過程中能將設備的外觀情況進行圖像記錄。第五，巡檢機器人能夠將圖像和數據信息進行傳輸，巡檢機器人在工作過程中會記錄變電站設備的多種信息，并通過網絡上傳至站點的服務器，以便維護人員及時查看變電站設備運行信息。第六，機器人能夠自動充電，巡檢機器人的電量如果即將耗盡，就會自動返回充電站進行充電。

巡檢機器人有以下幾個優點。第一，自動化程度高，巡檢全過程使用計算機完成，機器人能夠自主設定巡檢任務。并且，巡檢機器人還具備自動充電的優點，數據顯示，只需要充電15分鐘，就可以正常工作2個小時，續航能力較強。第二，巡檢機器人的安全系數高，無需人工進入復雜的工作環境，并且機器人能夠自己躲避路障，工作的安全性大大提升。第三，使用巡檢機器人能降低成本，盡管前期在機器人的研發和購買上，需要投入大量的資金，但是后期用于維護和發放維修人員工資方面的支出將會大大減少。第四，巡檢機器人的靈活性強，本身機器人的體積較小，能夠自由穿梭在巡檢環境中，并且規劃最優路徑。第五，巡檢機器人的適應性強，能夠在很多特殊環境中代替巡檢人員完成巡檢工作。

二、變電站設備巡檢中使用機器人的應用

（一）設備精測

設備精測，就是巡檢機器人對單一設備的精度診斷[2]。在變電站的運維中，如果有新設備，需要先試運行24小時，在這個時間段，就需要機器人對設備的溫度進行精確測量，這樣運維人員可以在后臺發現設備的缺陷。機器人不僅能在規定的測溫點精確測量，還能多方位、多角度的檢測同一臺設備，提高檢測值的參考價值。機器人還可在系統內部儲存數據信息，運維人員能夠根據系統生成的分析報表，進行變電站設備的診斷。

（二）惡劣天氣巡檢

在巡檢過程中不可避免會遇到較為惡劣的天氣，例如暴雨、大雪天等，如果只憑借運維人員的巡檢，很難保證巡檢內容的全面性，且巡檢的安全性得不到保證。使用巡檢機器人，能夠遠程操控機器人克服惡劣天氣的影響，檢測設備的開關情況，以及避雷器泄漏電流的數據信息等。

（三）異常狀態警告

傳統的變電站運維中，盡管能夠集中監控，但是監控中心在收到設備異常信息后，需要人員先去現場進行確認，然后根據設備情況制定維護措施，在趕到現場的時間內，很可能加重異常情況的影響。因此，當運維人員收到警報信息后，可以操控機器人最快到達現場，使用監控的功能記錄設備異常情況，這樣運維人員就能遠程確認異常情況，加快決策的時間，提升決策的效率。

（四）實際應用的建議

在變電站設備的巡檢中使用機器人，可以將無軌激光導航的地面機器人與有軌道的機器人結合使用，這兩種巡檢機器人有著不同的巡檢范圍和巡檢側重點，二者結合，能夠將一些不便人工巡檢的死角也照顧到。同時，巡檢機器人的智能平臺能夠將巡檢過程中的數據信息進行整理和匯總，根據數據分析的結果，提升機器人的預判功能。

此外，為了進一步提升巡檢工作的效率，可以將無軌激光導航機器人的電力來源改為蓄電池，在變電站的巡檢范圍內，定點設置充電站，方便機器人自動檢測電量并進行及時的電量補給。如果是軌道式機器人，就可以使用蓄電池和滑觸線相結合的方式進行供電，這樣能夠提升巡檢機器人的安全系數，保證機器人在巡檢工作中具備抵抗風險的能力。

結論：盡管巡檢機器人在巡檢工作中有著明顯的優勢，但是仍會發生故障，或者穩定性較差的情況，因此，變電站的維護人員應該針對機器人的缺陷進行改進，保證機器人良好的巡檢狀態，為變電站的運維提供幫助。

參考文獻：

[1]孫顯鶴，郭小凱.室內變電站設備巡檢機器人關鍵技術研究與應用[J].機電信息，2018（27）：100-101.

[2]牛祉霏. 變電站設備巡檢機器人系統設計方案的研究與應用[D].華北電力大學，2016.