智能巡檢機(jī)器人在變電站日常運(yùn)維及缺陷跟蹤方面的應(yīng)用

陳晨 黃錚

摘 要：本文首先對(duì)智能巡檢機(jī)器人在變電站日常運(yùn)維中的應(yīng)用做了介紹，然后對(duì)智能機(jī)器人在變電站發(fā)現(xiàn)缺陷能力和應(yīng)用方面進(jìn)行了分析，根據(jù)幾起現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例介紹了當(dāng)前智能機(jī)器人在變電站缺陷跟蹤方面上的應(yīng)用。最后本文對(duì)智能機(jī)器人今后的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：智能巡檢機(jī)器人；日常運(yùn)維；缺陷；發(fā)展

隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，智能機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足發(fā)展，就電力系統(tǒng)內(nèi)部而言，智能機(jī)器人在輸電線路巡線、變電站日常運(yùn)維等方面的應(yīng)用已逐步成熟并已大力推廣應(yīng)用，特別是在日常運(yùn)維與缺陷跟蹤等方面，已經(jīng)能替代部分人工巡視工作，最大化的發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能更加有效實(shí)現(xiàn)精益運(yùn)維，提高運(yùn)維效率和運(yùn)維質(zhì)量。

1 智能巡檢機(jī)器人在變電站日常運(yùn)維中的應(yīng)用

應(yīng)用于變電站的智能巡檢機(jī)器人通常具有兩種可視化功能：一是可見(jiàn)光巡視，即在白天通過(guò)高清照相機(jī)捕捉設(shè)備表計(jì)、運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容，主要用于觀測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，例如充油設(shè)備油位檢查，SF6氣體絕緣設(shè)備氣體壓力表計(jì)數(shù)據(jù)讀取，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)觀察，避雷器泄露電流及動(dòng)作次數(shù)記錄等日常運(yùn)維工作；二是紅外測(cè)溫功能，在夜晚通過(guò)紅外攝像頭對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫。設(shè)置“重點(diǎn)關(guān)注”對(duì)重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行特殊照顧。

在日常運(yùn)維中的應(yīng)用均是通過(guò)設(shè)置定時(shí)周期任務(wù)，周期性的進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)采集，以某變電站為例，全站共劃分為四個(gè)任務(wù)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域任務(wù)周期均為1天，白天進(jìn)行可見(jiàn)光任務(wù)，主要內(nèi)容為開(kāi)關(guān)刀閘分合位置、SF6壓力、油位計(jì)、溫度表、避雷器泄露電流表、計(jì)數(shù)器等，并留存可見(jiàn)光圖譜；夜晚進(jìn)行紅外任務(wù)，如刀閘類設(shè)備，動(dòng)、靜觸頭，刀臂南北側(cè)各取1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；開(kāi)關(guān)類設(shè)備包括本體、接線等共取4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；變壓器類設(shè)備更是從本體兩側(cè)、三相及中性點(diǎn)套管、接線等各個(gè)部位各個(gè)方位進(jìn)行紅外測(cè)溫，共取至少12個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，全方位的對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外檢測(cè)，同時(shí)留存可見(jiàn)光及紅外圖譜。

以華中最大的交流變電站500kV興隆變電站為例，根據(jù)巡視周期4天就可以完成全站975個(gè)可見(jiàn)光、3204個(gè)紅外圖譜的采集和數(shù)據(jù)處理，并形成數(shù)據(jù)報(bào)告，每一個(gè)數(shù)據(jù)都有對(duì)應(yīng)的圖譜保存。

相較于人工巡視的數(shù)據(jù)采集和后續(xù)繁瑣的數(shù)據(jù)、報(bào)告整理工作，智能巡檢機(jī)器人將運(yùn)維人員從部分繁瑣的人工巡視工作中解放出來(lái)，運(yùn)維人員只需在巡視完畢后直接讀取相關(guān)數(shù)據(jù)、報(bào)告，便可進(jìn)行運(yùn)維分析，極大的提高了運(yùn)維效率和運(yùn)維質(zhì)量。

2 智能巡檢機(jī)器人發(fā)現(xiàn)缺陷的主要類型

智能巡檢機(jī)器人通過(guò)可見(jiàn)光巡視，主要可以發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷為表計(jì)數(shù)據(jù)異常，通過(guò)設(shè)定表計(jì)的告警值，機(jī)器人檢測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)超標(biāo)便會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，主要用于識(shí)別SF6壓力值、充油設(shè)備油位、溫度表等，通過(guò)增加機(jī)器人巡視周期彌補(bǔ)人工巡視的不足，減輕現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員工作負(fù)擔(dān)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這類缺陷，并通過(guò)調(diào)閱設(shè)備歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)曲線分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常變化趨勢(shì)。

夜間紅外測(cè)溫巡視，主要發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常發(fā)熱類缺陷，通過(guò)設(shè)定拍攝角度，多角度的對(duì)設(shè)備進(jìn)行紅外檢測(cè)，減少人工測(cè)溫差異性造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，增加數(shù)據(jù)分析可靠性和長(zhǎng)期性，目前機(jī)器人紅外測(cè)溫任務(wù)時(shí)會(huì)對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)即時(shí)進(jìn)行三相對(duì)比和溫升對(duì)比，超過(guò)告警值立即報(bào)警，并在任務(wù)結(jié)束時(shí)形成三相測(cè)溫對(duì)比報(bào)告，通過(guò)運(yùn)維人員進(jìn)行人工復(fù)測(cè)排除可能存在的外界干擾，再進(jìn)行缺陷的上報(bào)及處理。因機(jī)器人本身限制無(wú)法拍攝到的部位，則通過(guò)增加巡視點(diǎn)或人工巡視予以彌補(bǔ)，增大了檢測(cè)范圍和檢測(cè)全面性。

僅2016年500kV興隆變電站由巡檢機(jī)器人發(fā)現(xiàn)的各類缺陷共14個(gè)，其中可見(jiàn)光類缺陷3個(gè)，主要為溫度表計(jì)指示異常、油位表油位異常等缺陷；異常發(fā)熱類缺陷11個(gè)，其中嚴(yán)重及以上缺陷4個(gè)，最高異常溫度達(dá)215℃，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這類缺陷，通過(guò)設(shè)備運(yùn)行方式調(diào)整保證設(shè)備安全，對(duì)于無(wú)法退出運(yùn)行的設(shè)備及時(shí)匯報(bào)并通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)方式調(diào)整，為異常處理贏得寶貴時(shí)間，及時(shí)避免因發(fā)熱缺陷導(dǎo)致的事故異常停運(yùn)和設(shè)備損壞，保證設(shè)備及電網(wǎng)安全。

3 智能巡檢機(jī)器人在缺陷跟蹤時(shí)的應(yīng)用

智能巡檢機(jī)器人因其工作特性的不間斷性和遠(yuǎn)程可觀察性，在缺陷跟蹤時(shí)也有積極應(yīng)用。下面通過(guò)幾例實(shí)際案例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

案例二：智能巡視機(jī)器人在少人值守變電站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)的應(yīng)用：

500kV柏泉變電站GIS設(shè)備SF6壓力低告警，已填報(bào)危急缺陷，待檢修人員來(lái)處理前需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SF6壓力情況，此時(shí)將巡檢機(jī)器人派遣至該設(shè)備SF6壓力表觀測(cè)點(diǎn)前，使其能清晰準(zhǔn)確觀測(cè)該設(shè)備壓力表數(shù)據(jù)，運(yùn)維人員在控制室便可實(shí)時(shí)掌握該設(shè)備壓力變化情況，避免人工檢測(cè)上下奔波耗時(shí)耗力，有利于運(yùn)維人員更好的進(jìn)行缺陷匯報(bào)和相關(guān)業(yè)務(wù)處理工作，彌補(bǔ)人手不足的問(wèn)題，使簡(jiǎn)單的人力工作向智能化轉(zhuǎn)移，更加靈活的調(diào)配人力資源，提高工作效率。

以上實(shí)例是當(dāng)前智能巡檢機(jī)器人在變電站缺陷跟蹤方面的具體應(yīng)用，已經(jīng)能體現(xiàn)其在數(shù)據(jù)采集、觀測(cè)、分析上的重要作用，減輕運(yùn)維人員勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)更加靈活的人力資源調(diào)配，大大提高巡檢的安全保障和自動(dòng)化水平，切實(shí)達(dá)到減負(fù)增效的目的。

4 智能巡檢機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展展望

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，機(jī)器人數(shù)據(jù)分析將不再局限于一個(gè)站，而是能夠?qū)?shù)據(jù)匯集并上傳至數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，多站多數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，匯集更多的數(shù)據(jù)案例。更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、更加完善的數(shù)據(jù)優(yōu)化、更加全面處理軟件，更加科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，智能機(jī)器人將能幫助運(yùn)維人員更準(zhǔn)確更有效的分析缺陷或隱患的發(fā)展趨勢(shì)，提出更加科學(xué)的檢修、運(yùn)維需求，真正實(shí)現(xiàn)安全有信心，運(yùn)維有保障，缺陷有管控的運(yùn)維目標(biāo)，構(gòu)建全方位的立體監(jiān)測(cè)平臺(tái)，保障電網(wǎng)與設(shè)備的安全運(yùn)行。

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