變電站室內(nèi)設(shè)備巡視機(jī)器人的應(yīng)用與研究

張鷹　陶穎　沈潔

摘 要：變電站在整個(gè)電力供應(yīng)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，室內(nèi)安裝著眾多電力設(shè)備，日常巡視是一件關(guān)鍵工作，智能技術(shù)還沒(méi)有運(yùn)用到變電站巡視管理之前，主要依靠的工作人員去檢查設(shè)備運(yùn)行狀況以及開(kāi)展檢修，具有強(qiáng)度大和危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)，同時(shí)無(wú)法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)際效率比較低。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，變電站室內(nèi)設(shè)備巡視引入了機(jī)器人，達(dá)到了自動(dòng)智能巡視目的，最大程度保障了變電設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。本篇文章重點(diǎn)闡述了變電站室內(nèi)設(shè)備巡視運(yùn)用機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成，并且對(duì)機(jī)器人巡視的具體情況進(jìn)行探討，展望發(fā)展前景，僅供參考。

關(guān)鍵詞：變電站;室內(nèi)設(shè)備巡視;智能機(jī)器人;有效應(yīng)用

引言：電力在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中意義重大，只有做到持續(xù)穩(wěn)定的電能供應(yīng)，才能確保城市的正常運(yùn)行。變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)核心組成部分，室內(nèi)設(shè)備多，需要按照相關(guān)規(guī)定巡視，設(shè)備安全穩(wěn)定就能保障電能輸送穩(wěn)定性，否則就可能導(dǎo)致電力事故，造成經(jīng)濟(jì)損失，人民生活造成一定影響。變電站室內(nèi)設(shè)備巡檢在科學(xué)技術(shù)還不是很發(fā)達(dá)時(shí)期，由電力工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，強(qiáng)度非常大，而且變電站環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)因素多，容易造成人員傷亡。科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，智能機(jī)器人出現(xiàn)在人們視野，變電站室內(nèi)設(shè)備巡檢引入機(jī)器人，除了可以代替人對(duì)是設(shè)備例行巡視，還在這個(gè)過(guò)程中自動(dòng)搜集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，將其傳輸?shù)较到y(tǒng)中，為變電站安排各項(xiàng)工作提供數(shù)據(jù)支持，提升變電站設(shè)備運(yùn)行安全系數(shù)，使得設(shè)備管理和檢修更加有效。

一、變電站室內(nèi)設(shè)備巡視機(jī)器人構(gòu)成

變電站室內(nèi)設(shè)備巡視屬于基礎(chǔ)性工作，通過(guò)巡視掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，然后組織人員進(jìn)行檢修，減少設(shè)備故障，保證室內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行，除此之外獲知設(shè)備管理的不足之處，有針對(duì)性強(qiáng)化管理，創(chuàng)造良好的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。變電站室內(nèi)設(shè)備巡視機(jī)器人的出現(xiàn)具有必然性，隨著智能技術(shù)發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)越來(lái)越成熟，可以代替人完成一些危險(xiǎn)性大的工作，變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，有著電磁干擾，電力工作人員巡視容易發(fā)生事故，并且會(huì)受到電磁干擾，不利于身體健康，機(jī)器人巡視就能有效的解決這些問(wèn)題。

變電站室內(nèi)設(shè)備機(jī)器人巡視系統(tǒng)主要包含著三個(gè)層次：首先就是基站層，系統(tǒng)分為不同的功能模塊，除了要執(zhí)行任務(wù)管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢以及完成驅(qū)動(dòng)控制命令以外，還要對(duì)變電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中各種數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集，系統(tǒng)自動(dòng)分析和診斷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常之處，然后自動(dòng)報(bào)警，變電站組織人員檢修，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還能為設(shè)備檢修提供數(shù)據(jù)支持，有助于找到故障病因，快速處理設(shè)備故障;其次是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，機(jī)器人在巡視設(shè)備中會(huì)自動(dòng)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)和參數(shù)，最終要通過(guò)無(wú)線設(shè)備將其傳輸?shù)街骺刂行?，在?duì)所有數(shù)據(jù)處理以后，向機(jī)器人發(fā)出相關(guān)指令，引導(dǎo)其完成巡視任務(wù)。這個(gè)部分機(jī)器人的功能包括采集數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自檢等;最后是智能終端，機(jī)器人巡視最為關(guān)鍵的部分，圍繞著移動(dòng)站系統(tǒng)開(kāi)展巡視，包含的功能模塊比較多，機(jī)器人在移動(dòng)中需要導(dǎo)航定位，這是一個(gè)核心功能，還有自動(dòng)充電功能，保證機(jī)器人有充足的續(xù)航能力，主控模塊也是最為關(guān)鍵的，起到了控制機(jī)器人作用，剩下的主要是安全保護(hù)模塊以及運(yùn)動(dòng)模塊等。

二、變電站室內(nèi)設(shè)備巡視機(jī)器人的應(yīng)用

1、自動(dòng)躲避障礙物技術(shù)

變電站室內(nèi)設(shè)備安裝極其復(fù)雜，設(shè)備和線路比較多，并且要采取保護(hù)措施，一般都會(huì)在地面上鋪設(shè)蓋板，或者是設(shè)置保護(hù)設(shè)備的箱子，勢(shì)必導(dǎo)致地面不是很平整，存在障礙物。機(jī)器人在設(shè)備巡視中怎樣才能避開(kāi)所有障礙物，按照既定的路線完成巡視任務(wù)，成為了變電站應(yīng)用機(jī)器人巡視設(shè)備一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，只有攻克了這個(gè)技術(shù)難關(guān)，才能保證機(jī)器人巡視的可操作性。研究中發(fā)現(xiàn)利用紅外線傳感設(shè)備，然后借助于超聲波，有效的運(yùn)用到機(jī)器人系統(tǒng)中去，就能達(dá)到自動(dòng)探測(cè)和規(guī)避障礙物的目的，也就是常說(shuō)的自動(dòng)避障技術(shù)。實(shí)際操作的過(guò)程中，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)發(fā)射紅外線，同時(shí)也會(huì)在超聲波設(shè)備的輔助下，將獲取的信息傳動(dòng)給控制器，經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算后下達(dá)指令，完成驅(qū)動(dòng)控制，使得機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙物，在光感傳感設(shè)備的指引中按照既定路線巡視。

2、巡檢技術(shù)

變電站室內(nèi)設(shè)備巡視的內(nèi)容眾多，重點(diǎn)巡檢的有主控室、開(kāi)關(guān)室、高壓配電室等，這個(gè)主要的設(shè)備室中安裝著很多設(shè)備，常見(jiàn)的有饋線柜、變壓器出線、電壓計(jì)量柜、電容器補(bǔ)償柜、避雷器等。機(jī)器人巡視變電設(shè)備過(guò)程中，需要在內(nèi)部安裝上無(wú)線網(wǎng)卡，采集信息后進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸，另外要有高清攝像頭，移動(dòng)中實(shí)時(shí)獲取圖像，最終利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街骺厥医K端系統(tǒng)，達(dá)到在線監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)作用，保存有價(jià)值的設(shè)備信息。

3、圖像處理技術(shù)

機(jī)器人在設(shè)備巡視中會(huì)采集到各種參數(shù)和信息，比如設(shè)備運(yùn)行實(shí)際負(fù)荷、壓力、電流、溫度等，一般情況下都是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行中的溫度高低判斷是否存在異常。機(jī)器人巡視中實(shí)時(shí)攝取圖像，運(yùn)用紅外熱圖像處理技術(shù)進(jìn)行分析和研究，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)備溫度異常情況，或者是找到溫度反常的特征點(diǎn)，明確設(shè)備運(yùn)行缺陷，組織檢修人員解決問(wèn)題。紅外熱圖像處理技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于，實(shí)時(shí)獲取被測(cè)對(duì)象溫度，生成圖像自動(dòng)傳輸?shù)浇K端，經(jīng)過(guò)圖像分析發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，準(zhǔn)確性高。變電站環(huán)境有很多電磁干擾，噪音信號(hào)相對(duì)比較多，這會(huì)給紅外熱圖像分析帶來(lái)一定的影響，為了解決這個(gè)問(wèn)題，就必須提高圖像處理能力，采用先進(jìn)的圖像處理手段，比如去噪音法、移動(dòng)攝影等。處理圖像首先要做的是校正顏色，緊接著就是通過(guò)計(jì)算的方式去噪，這樣就能確?，F(xiàn)實(shí)出來(lái)的是原圖像，最后就是借助于濾波算法，提取出目標(biāo)圖像，對(duì)各種屬性進(jìn)行分類，系統(tǒng)中會(huì)自動(dòng)顯示出設(shè)備發(fā)熱部位，然后報(bào)警，將與之有關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到后臺(tái)，方便以后參考。

三、變電站室內(nèi)設(shè)備巡視機(jī)器人應(yīng)用前景分析

變電站室內(nèi)設(shè)備巡視運(yùn)用機(jī)器人前景十分廣闊，巡視的方法變得更為靈活，而且突破了環(huán)境和時(shí)間限制，做到實(shí)時(shí)巡視和搜集數(shù)據(jù)和影像，通過(guò)處理圖像和數(shù)據(jù)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于存在缺陷定位，提高了變電設(shè)備巡視的精確性和效率。變電站設(shè)備巡視和檢修人員負(fù)擔(dān)減少，只需要根據(jù)做好設(shè)備巡視方案和計(jì)劃，機(jī)器人系統(tǒng)中設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)以及巡視路線，自動(dòng)完成巡檢任務(wù)，具有省時(shí)省力特點(diǎn)，而且節(jié)省了資源和開(kāi)支，效率高，隨著機(jī)器人巡視系統(tǒng)功能提升，未來(lái)必將有良好的發(fā)展前景。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變電站室內(nèi)設(shè)備運(yùn)用機(jī)器人巡視具有很多優(yōu)勢(shì)，既能保證順利的完成巡視任務(wù)，又提高了效率和質(zhì)量，確保變電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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