智能化巡檢機器人在超高壓變電站的應用

桂學祥 張德銘

摘 要：智能巡檢機器人主要用于支持運維人員對變電站設備進行巡檢，具有效率高、經濟、安全可靠、雙向交互的優點，大大減輕了運維人員的工作量，保證了電網的安全性及其有效的運行。文章對智能巡檢機器人在超高壓變電站的應用進行探討分析。

關鍵詞：智能巡檢機器人;超高壓變電站;應用

1? ? 智能巡檢機器人的構成

智能巡檢機器人本體集成了多項高科技技術，包括導航技術、機電一體化技術、行為規劃技術、多傳感器融合技術、無線傳播技術、電磁兼容技術、機器人視覺技術。其采用完全自主或遠程控制的方式，代替巡視人員巡檢站內的一些室外設備，分析判斷圖像，及時發現電氣設備的缺陷和異常外觀，提高了電網的穩定運行水平。

智能巡檢機器人系統包括兩層：基站層和機器人移動站。基站層通過其數據庫的數據處理和視頻監視模塊來接收和處理巡檢數據，這相當于后臺監視，還具有圖像處理和模式識別功能，可以自動識別設備缺陷并發出警告。通信層分為兩個主要模塊：無線網橋基站和無線網橋移動站，通過無線網絡傳輸協議為基站和機器人移動臺提供數據傳輸通道。移動機器人和監視后臺之間存在的無線通信。此外，當機器人斷電時，它可以自動返回充電室進行充電。

2? ? 智能巡檢機器人系統的功能要求

（1）巡檢功能。系統必須支持完全自主和遠程控制的巡檢模式。巡檢的內容主要包括整站一次設備的外觀，一次設備接頭的溫度，斷路器和隔離開關的狀態，SF6氣壓以及儀表的其他指示，變壓器、電抗器、避雷器的泄漏電流指示。在微氣象數據收集的條件下，噪聲會分析并生成有關測量數據的報告，并會報警異常值。（2）時間同步功能。系統應具有時間同步功能，可以采用網絡時間同步、簡單網絡時間協議（Simple Network Time Protocol，SNTP）或GPS、北斗時間同步等功能。時間段和精度必須滿足項目的實際需求。（3）機器人自檢功能。自檢內容包括電源、單元、通信和測試設備的運行狀態。發生故障時，必須能夠立即報告并加載故障信息。（4）交換信息和通信網絡功能。機械手需與本地監視后臺交換雙向信息，并且本地監視后臺需與遠程集中監視后臺交換雙向信息。信息交換的內容包括機器人主體的巡檢數據和狀態數據。此外，系統必須具有通信警報功能，并在通信中斷或接收到的消息內容異常的情況下發送警報信息。（5）溫度測量功能。機器人可以巡檢站內設備的溫度，并可以根據DL/T664規范的要求自動分析和判斷當前的過熱類型以及電壓過熱類型的缺陷或故障，并發出預警。

3? ? 相對于人工巡檢的主要優缺點

設備巡檢包括兩個部分：特殊巡檢和例行巡檢。在開始調試新設備時，在電網滿負荷運行期間以及遇到嚴酷的天氣條件（例如霧、雪、風和雷電）時，巡檢任務非常繁重，但必須以某種方式有效進行。在巡檢過程中，使用智能巡檢機器人來輔助操作可以避免留下“死角”，并減輕人工巡檢的強度和負擔。此外，智能巡檢機器人獨特的數字處理系統可以有效地執行各種工作標準，從而可以使巡檢工作標準化和智能化。但是，只要機器人在驅動過程中無法巡檢到磁信號或巡檢信號裝置發生故障，就會偏離磁道或停止運行。目前，只能幫助操作和維護人員監視設備。為了完全替換操作和維護人員，需要進行重大改進和設備研發。

4? ? 智能巡檢機器人在超高壓變電站的應用

4.1? 查詢操作

智能機器人在超高壓變電站運行環境中的應用，也提供了一系列查詢操作功能，其主要體現在以下幾個方面。（1）報表查詢功能，即在超高壓變電站實際巡檢過程中，若想了解與變電站設備運行相關的數據，可點擊“分析/報表查詢”按鈕，通過這一按鈕的點擊，可在系統界面中間位置顯示相關查詢結果，便于相關工作人員及時了解巡檢信息。（2）巡檢數據查詢功能，即在超高壓變電站日常巡檢工作過程中，可點擊智能巡檢機器人系統中的“巡檢數據”按鈕，通過這一按鈕的點擊，可進入到“查詢”功能。但若查數據中顯示包含了一些紅色數據，則表示超高壓變電站運行環境存在著溫升越界危機，應對問題進行及時解決。（3）歷史曲線查詢，即在超高壓變電站日常巡檢工作中，若想了解某一臺設備的歷史運行數據，那么可在智能巡檢機器人進行巡檢工作時，點擊“分析/歷史曲線”按鈕，顯示所需查詢設備的歷史數據。但在實際查詢過程中，需設置所要查詢設備運行數據的開始時間、結束時間。只有如此，才能更好地了解設備運行實況，避免設備故障問題的頻繁出現。

4.2? 安全管控

根據變電站的實際現場工作，從大量的維護工作和運維人員相對較少的實際情況出發，深入探討了智能巡檢機器人的應用價值，積極探索智能巡檢機器人的攝像頭和圖像遠程傳輸、煙感電子鼻、溫度判別、雙向語音等功能，基于智能巡檢機器人的安全風險管理與控制，構建全方位、全過程、三維結構的新模型。該管理控制模型的應用，有效解決了運維人員相對短缺和變電站工作點范圍廣的實際矛盾，達到了360°無死角安全風險管控運維的目標，確保了變電站工作人員的安全及其管轄范圍內變電站的各項巡檢和維護工作進展順利。

5? ? 結語

如今，隨著機器人技術的飛速發展，使用機器人代替人工過程成為科學技術發展的必然趨勢。使用智能移動巡檢機器人完成電站設備的巡檢可以使操作員遠離帶電設備并進行遠程操作。因此，它具有良好的安全性和高可靠性，提高了工作效率和質量，并真正起到了減少人員和提高效率的作用，更快地促進了無人值守變電站的建設進程。

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