變電站智能巡檢應用現狀及解決措施研究

程祥

（國網武漢供電公司變電運維分公司）

0 引言

傳統變電站巡檢工作都是以人工操作的方式完成，并且每一項巡檢工作都需要安排兩名以上的工作人員，但其在實際巡檢過程中很可能受責任意識、技術水平等因素的影響，出現漏巡、無法第一時間發現設備故障問題的情況。智能巡檢系統的有效應用不但能解決以上問題，還能以機器人取代傳統人工巡檢操作，極大地減輕了巡檢人員的工作負擔，在節約運行維護成本的同時，還能直觀清晰地反映出設備運行狀態、視頻圖像等信息，真正為智能巡檢工作的高效化開展提供了技術層面的支持。

1 變電站智能巡檢的優勢

智能巡檢指定期檢查設備的實際運行情況或隨機進行巡視檢查，第一時間指出設備存在的故障問題，并發出相應的預警信號，真正意義上將各種安全隱患扼殺在搖籃。智能巡檢相比于傳統人工巡檢，其主要以智能化技術為載體預設巡檢對象、時間地點等因素，同時自動化傳輸設備檢測數據，及時將異常情況上報給有關部門，并借助視頻識別等技術落實巡檢工作，以此對巡檢過程進行自動化監管。基于此，變電站智能巡檢的優勢主要集中在以下幾方面：第一，運用多元化智能手段檢測設備狀態，如安裝視頻監控、紅外機器人、避雷器在線監測、開關動作特性在線監測等系統，以此全方位展示設備運行情況、視頻圖像等，并將各類信息反饋到智能巡檢系統管理平臺。第二，提前設置巡檢對象、時間地點、巡檢內容等，并以此為基礎制定完善的工作計劃，定時或隨機反映各項巡回檢查的子任務，從整體上提高各項巡檢工作的質量和效率。第三，在巡檢工作實際開展過程中，既需要實時做好跟蹤、記錄、觀察工作，又需要將巡檢工作全面落實到位，同時利用智能巡檢系統存儲、備份原始數據，并提供歷史軌跡回放、工作情況等信息，以此為相關工作人員提供科學可靠的歷史參考資料，智能化統計各項數據信息。第四，及時對各種缺陷隱患發布示警信號，同時自動跟蹤巡檢工作中存在的問題，在智能巡檢系統的支持下判斷故障隱患的危急程度，以聲、光等信息為載體發布相應的示警信號，并通過數據或圖片的形式還原巡檢現場存在的問題，而相關工作人員也能遠程操控巡檢現場中潛在的各種安全隱患。

2 變電站智能巡檢的應用現狀

在現代科技手段愈發趨于完善和成熟的背景下，云計算、物聯網、智能化等新興技術手段的應運而生為各行業領域帶來了全新的發展機遇。而智能化技術在變電站巡檢工作中更是取代傳統人工操作，使得各項工作在自動化、智能化等技術的支持下自動完成，整個巡檢過程也體現出了較高的適用性，即便是在風險高、位置偏遠、任務量大的工作環境下，也能有效降低各類資源的成本投放量，切實提高企業生產效率和生產精度。另一方面，目前智能化技術在變電站中的應用越來越深入，而智能巡檢方式、路徑曲線也愈發趨于多元化。在智能巡檢機器人、點位監控系統的支持下，配合以紅外線監測技術、無線數據傳送技術就能實時獲取變電站的日常信息，通過自動化診斷的方式識別巡檢系統是否存在故障問題，真正意義上達到動態性監測系統故障風險的目的，第一時間發現引起故障問題的主要原因，同時采取科學可行的措施落實變電站巡檢工作，以防發生各種安全事故。最重要的是，物聯網技術還能通過遠程操控的方式，實時跟蹤與監測變電站中涉及到的所有設備，在減輕人力工作負擔的同時有效節約維護成本。

除了最為常見的智能巡檢機器人之外，還可以在定點攝像頭、滑軌攝像頭中安裝相應的無線測溫裝置、在線監測裝置、無線數據傳輸端等，以此綜合采集各項運行參數信息，將其與云端存儲和大數據進行對比后，就可以有效預測整個巡檢工作的運行狀態和趨勢，而相關工作人員也能在作業終端APP、PC客戶端的支持下遠程監控各設施設備的運行狀態，及時處理其中潛在的風險隱患，將安全事故的發生概率控制在最小范圍內。例如，基于物聯網，相關工作人員可以利用智能巡檢系統遠程操控各設施設備，通過數據讀取的方式達到自動化管理的目的，有效降低人工成本和設備運行維護成本。

目前變電站中使用的巡檢機器人主要包括無軌智能巡檢機器人、軌道智能巡檢機器人，前者主要是通過攝像頭、電源開關、移動系統來完成巡檢工作，其在室外環境下也具有良好的適用性，而其中包含的抗干擾措施還適用于條件相對較差的設備巡檢工作；后者本身具有軌道式攝像頭，其與無軌巡檢機器人相比，具有更簡便、高效的優點，在無軌巡檢機器人不適用的冰雪作業環境下也能完成各項巡檢工作，真正意義上達到了實時巡檢的目的，使得智能化巡檢的作用和優勢全面體現出來的同時，還從整體上提高了整個巡檢工作的實效性。

3 變電站智能巡檢存在問題的解決對策

3.1 數據讀取

由于變電站內部原本就具有設備布局復雜的特點，因此利用智能巡檢進行紅外測溫時，很可能在固定的巡檢路徑、定位點以及現場固有的可行通道等因素的限制下，無法保證現場巡檢的靈活性，甚至出現對位不準的情況，最終獲取的溫度信息也與實際數值存在明顯偏差。基于此，相關技術人員在優化智能巡檢系統時，可以適當增加距離監測單元，確定攝像頭或巡檢機器人與被測設備之間的距離后再開展后續工作，從源頭上避免巡檢工作出現測溫錯誤的情況。站在軟件角度分析，智能巡檢系統很難像人工巡視一樣做到全角度的對比測溫，特別是變電站內部的道路分布、攝像頭高度、機器人電池續航等因素均會帶來不同程度的影響，而現有技術條件也很難使得紅外測溫達到精準測溫的高度，因此紅外測溫只能作為一種大面積測溫的常規方式。

3.2 紅外測溫

在變電站巡檢工作實際開展過程中，通常需要利用無軌機器人或有軌機器人的高清攝像頭，按照事先設計的構思方案讀取各類數據表格，而數據讀取的精確度也遠高于巡檢人員的目視結果。由于部分表計的安裝位置相對較高，巡檢人員目視時很難保證指針位置和數字顯示的準確性，在人工巡檢工作中也只能通過望遠鏡觀察相應的數值。但智能巡檢系統中包含的高清攝像頭卻具有較強的變焦功能，即便是遠距離也能通過變焦的方式讀取相應的數據信息，在提高巡檢效率的同時，還能以圖片為載體存儲采集到的數據信息，真正為后續分析工作的順利開展提供科學可靠的參考依據。但在數據讀取中實際應用智能巡檢時普遍無法達到預期設想目標，究其根本原因在于變電站內部的空氣較為污濁，而表鏡的表面或攝像頭變臟后就無法拍攝到高清的圖片，而攝像頭也會出現對焦失敗的情況。針對于此，在改進過程中可以將自清潔裝置安裝到攝像頭上，以人工清潔的方式除去表計上的污穢。在解決攝像頭對焦失敗的問題時，應重點關注自動對焦技術和算法不合理的問題，在超聲測距儀、紅外測距儀的支持下，利用主動式自動對焦攝像頭降低對焦失敗的概率。

3.3 巡視路徑

智能巡檢機器人在實際應用過程中，可以通過遠距離超聲停障、近距離碰撞停障感應裝置避開障礙物，但這種安全裝置最根本的作用在于保護巡檢機器人，因此其在實際應用過程中很可能無法體現出較強的適應性。目前大多變電站內部都覆蓋了一定面積的草坪，在特定區域內開展巡檢工作時，很可能因巡檢通道兩側的雜草影響智能巡檢機器人作出精準判斷，甚至激發機器人的障礙物識別感應裝置，使其無法繼續前進，而相關運維人員若不第一時間發現這一故障問題，就會使得機器人停留原地，直至耗盡所有電池電量，這時相關工作人員還需要將其搬運到充電處進行充電，額外增加了大量不必要的工作負擔。與此同時，巡檢機器人還可能因定位上的偏差偏離于原始巡檢通道，無法精準計算、定位其所在的位置和運行路線，甚至與變電站內部的設備設施相碰撞。此外，智能巡檢機器人可以通過自動充電設計，將充電裝置安裝到適合的位置后，即可在機器人電量不足的前提下達到自動充電的目的，而整個過程也無需人工參與。但機器人在定位偏差的影響下偏離于原始軌道時，就會發生自動充電失敗的情況，其到達充電樁后也很可能無法精準定位，從而撞到墻面或障礙物，或者未到達充電樁位置就停止前進，嚴重影響了自主充電的作用和效果。基于此，在改進過程中可以基于原有的障礙物感應裝置、自主充電裝置、激光定位裝置來安裝可見光攝像頭，使其精準識別周邊環境的同時，拍攝2m以內的物體成像，并在圖像識別技術的支持下將其與曾經設置的環境信息對比，以此達到精準判斷機器人所在位置和行進路徑的目的。

3.4 故障診斷

實際上巡檢機器人本身具有較強的跟蹤能力，在某變電站內部安裝低電壓設備后，就可以利用智能巡檢系統監測故障問題，第一時間發現設備運行中潛在的故障隱患，有效防控故障風險的同時，還能及時向相關工作人員發布精準的示警信號，極大地提高了電力設備運行的安全穩定性。另一方面，在智能巡檢機器人實際應用過程中，還可以及時將巡檢工作中涉及到的數據信息傳達到指揮室，促使電力設備維修人員充分了解測量裝置中顯示的儀表數據，幫助管理人員更好地應對電力設備存在的故障問題。實際上智能巡檢機器人在實際應用過程中，可以自動采集設備運轉過程中涉及到的所有信息，將這些信息與數據庫進行對比分析后，就能精準識別設備是否存在故障隱患，以此為電力設備的正常運行提供安全方面的保障，同時有效提高變電站可獲得的生產效益和經濟效益。

3.5 通信故障管控

在變電站巡檢系統運行過程中，分析其中包含的構成模塊時，可以發現主模塊與各分支模塊之間具有一定的通信通道，在通信故障影響下智能巡檢機器人很可能因診斷錯誤而無法發出正確的預警信號。基于此，為提高智能巡檢機器人的故障診斷能力，可以采取具有針對性的措施防控通信故障問題，確保智能巡檢機器人始終處于正常的運轉狀態，真正將其本身具有的作用和功能全面體現出來，最大限度地提高機器人巡檢的質量和效率。

4 結束語

目前智能巡檢已在電力領域中得到了廣泛應用，其在逐漸取代傳統人工巡檢方式的同時，還體現出了人工巡檢所不具有的作用和優勢，尤其體現在減輕工作負擔、降低人工成本等方面，并且智能巡檢還能將設備運行信息、視頻圖像進行有效整合，通過可視化的方式直觀清晰地展示出最終的巡視成果。在智能化技術不斷完善與普及的背景下，智能巡檢系統的結構和功能愈發趨于多元化，但其在實際應用過程中仍然存在多個方面的問題，需要相關技術人員結合具體問題具體分析，有針對性地解決巡檢工作中存在的設備故障問題。