解析電力巡檢機器人巡視系統(tǒng)的關(guān)鍵點

曹祖文

摘 要：對基于電力巡檢機器人的巡視系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行研究，促進(jìn)其在電力系統(tǒng)定期巡檢中的有效運用，有利于提高電力系統(tǒng)巡檢的安全性和有效性。本文將以變電站自動巡檢中巡檢機器人巡視系統(tǒng)的建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)為例，進(jìn)行研究和論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力巡檢機器人;巡視系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);變電站;研究

變電站作為電力系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)部分，變電站的安全/穩(wěn)定工作運行對電力系統(tǒng)正常工作有著直接的影響。當(dāng)前，我國的電力系統(tǒng)建設(shè)中，隨著電網(wǎng)用戶的用電量不斷增加，導(dǎo)致電力系統(tǒng)建設(shè)中對大容量發(fā)電機組以及有關(guān)電力設(shè)備的配置應(yīng)用越來越多，電網(wǎng)供電運行的規(guī)模以及傳輸距離也越來越大，同時對各類電力設(shè)備的運行性能與質(zhì)量要求也越來越高。因此，加強電力系統(tǒng)運行的定期巡檢，以確保電力系統(tǒng)設(shè)備運行與使用安全/可靠，具有十分重要的作用和意義。

1變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)組成分析

通常情況下，變電站自動巡檢機器人主要由基站與移動站兩個部分組成，其中，自動巡檢機器人的基站是進(jìn)行移動站管理控制的中心，負(fù)責(zé)對移動站的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，并且基站的主要組成一般包括監(jiān)控主站/激光打印機/交換機等，而移動站的主要組成則包括控制系統(tǒng)/通信系統(tǒng)和運動車體結(jié)構(gòu)等。如下圖1所示，即為變電站自動巡檢機器人的基本系統(tǒng)組成示意圖。自動巡檢機器人工作運行中，其基站和移動站之間的連接通信是通過無線網(wǎng)絡(luò)通道實現(xiàn)的，并且其通信傳輸中對帶寬的要求較高，只有在較高的帶寬傳輸支持下，才能夠?qū)ψ詣友矙z機器人工作運行中的遠(yuǎn)程命令與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息傳輸需求進(jìn)行滿足，進(jìn)而對自動巡檢機器人的正常工作進(jìn)行支持。

根據(jù)上圖可以看出，變電站自動巡檢機器人的系統(tǒng)組成中，基站系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備包含計算機以及無線網(wǎng)橋/打印機/網(wǎng)絡(luò)集線器等，它在自動巡檢機器人工作運行中，是利用計算機操作系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮腃+編程語言進(jìn)行基站控制系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計，從而為基站系統(tǒng)在自動巡檢機器人工作運行中的控制功能及有關(guān)作用發(fā)揮提供人機交互界面，滿足基站系統(tǒng)對自動巡檢機器人移動體所傳遞的檢測數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)信息接收/分析/處理等功能需求，實現(xiàn)自動巡檢機器人在電力巡視工作開展中的移動信息與電力設(shè)備監(jiān)控信息獲取。其次，變電站自動巡檢機器人的移動站系統(tǒng)中，對自動巡檢機器人動作控制子系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計時，一般需要進(jìn)行電機驅(qū)動器以及主板/運動控制卡等硬件設(shè)施配置，從而通過移動站系統(tǒng)在自動巡檢機器人工作運行中的導(dǎo)航定位以及運動控制/云臺動作/電動機驅(qū)動等需求進(jìn)行滿足。此外，根據(jù)變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用情況，其工作運行中需要進(jìn)行構(gòu)建的子系統(tǒng)還包含視頻服務(wù)器以及電源監(jiān)測系統(tǒng)/可見光攝像機/無線通信設(shè)備等，通過上述工作子系統(tǒng)建設(shè)，在變電站自動巡檢機器人工作開展中能夠為其提供視頻信息采集與可見光圖像狀態(tài)信息采集/網(wǎng)絡(luò)通信/能源管理等功能。

2變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1自動檢測技術(shù)

變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中，自動檢測技術(shù)作為其系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，通常情況下，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中所采用的自動檢測技術(shù)，需要通過在巡檢機器人中進(jìn)行紅外熱像儀等采集設(shè)備配置，對巡檢機器人的自動電力巡視工作開展進(jìn)行支持，從而實現(xiàn)對指定設(shè)備的動作數(shù)據(jù)與狀態(tài)信息獲取，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息的分析結(jié)果，對電力系統(tǒng)工作運行中存在的異常情況進(jìn)行及時判斷和發(fā)現(xiàn)。在自動檢測技術(shù)支持下，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)運行中，還可以通過可見光攝像機以及有關(guān)輔助監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中指定設(shè)備的外觀圖像自動獲取，從而對其中存在的異常情況進(jìn)行判斷，滿足電力巡檢機器人的自動巡視工作需求。

比如，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中，根據(jù)電力系統(tǒng)運行中，變電站輸變電線路與高壓電氣設(shè)備的電弧放電以及電暈/閃絡(luò)等常見故障情況，采用自動檢測技術(shù)進(jìn)行變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中，就可以采用紫外檢測技術(shù)及有關(guān)設(shè)備，通過對變電站高壓設(shè)備的檢測分析，以實現(xiàn)有關(guān)異常情況識別/判斷，并進(jìn)行報警提示，以根據(jù)其具體故障采取有效措施進(jìn)行及時解決。

2.2導(dǎo)航定位技術(shù)

變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中所應(yīng)用的導(dǎo)航定位技術(shù)，包含磁導(dǎo)航定位技術(shù)和激光導(dǎo)航定位技術(shù)兩種類型。其中，磁導(dǎo)航定位技術(shù)在自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)中設(shè)計應(yīng)用，是通過在路面上安裝設(shè)置相應(yīng)的磁性材料，同時在自動巡檢機器人中安裝配備相應(yīng)的磁傳感器是被，使自動巡檢機器人在工作運行中能夠根據(jù)設(shè)計路線進(jìn)行電力巡視，并通過機器人中的磁傳感器對其行走路線的位置偏移情況進(jìn)行及時檢測糾正，確保其按照軌道設(shè)定進(jìn)行運行。磁導(dǎo)航定位技術(shù)在自動巡檢機器人系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)用，不僅導(dǎo)航原理較為簡單，且磁條信號的輻射范圍較小，導(dǎo)航檢測與控制精確度也比較高，能夠?qū)C器人的前進(jìn)/后退以及轉(zhuǎn)彎等動作穩(wěn)定性進(jìn)行保障，具有十分突出的應(yīng)用優(yōu)勢。此外，激光導(dǎo)航定位技術(shù)在機器人巡視系統(tǒng)中設(shè)計應(yīng)用，則是利用激光的不具發(fā)散性特征，在機器人巡檢運行中對其具體位置與航向進(jìn)行明確，并采用連續(xù)三角幾何運算實現(xiàn)機器人巡檢運行的準(zhǔn)確導(dǎo)航，具有較好的抗干擾能力與定位精確等特征優(yōu)勢。

2.3圖像識別技術(shù)

圖像識別技術(shù)在變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)設(shè)計與建設(shè)中應(yīng)用，是通過基于紅外圖像的靜態(tài)目標(biāo)自動識別技術(shù)實現(xiàn)，主要應(yīng)用于機器人的移動站云臺雙視系統(tǒng)中，它在機器人巡視運行中通過對紅外對象的采集與二值化處理，在實現(xiàn)圖像參考區(qū)域選擇與模板設(shè)置基礎(chǔ)上，根據(jù)紅外圖像中心和模板中心坐標(biāo)實現(xiàn)云臺角度的合理調(diào)節(jié)，從而對機器人巡視過程中的目標(biāo)中心進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保機器人電力巡視工作的有效開展，提高其電力巡視質(zhì)量和效果。

3結(jié)束語

總之，對電力系統(tǒng)巡檢機器人巡視系統(tǒng)及其關(guān)鍵點研究，有利于促進(jìn)電力巡檢機器人巡視系統(tǒng)在電力系統(tǒng)定期巡視與檢查中建設(shè)應(yīng)用，從而及時發(fā)現(xiàn)并消除電力系統(tǒng)的各類運行故障及問題，確保電力系統(tǒng)的安全/穩(wěn)定與可靠運行，具有十分積極的作用和意義。

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