探究變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人的研究與應(yīng)用

洪葉

摘 要：本文從工作內(nèi)容、主要功能、優(yōu)點(diǎn)三方面介紹了巡檢機(jī)器人，并給出三種變電站運(yùn)維中機(jī)器人的使用，以及一點(diǎn)使用建議。以供參考。

關(guān)鍵詞：變電站設(shè)備;巡檢機(jī)器人;人工智能

引言：傳統(tǒng)的變電站巡檢工作，主要由人工負(fù)責(zé)，但是巡檢工作內(nèi)容繁多，工作量巨大，使用人力的效率較低。隨著科學(xué)技術(shù)和人工智能的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有一部分變電站的巡檢工作由巡檢機(jī)器人代替人工完成。巡檢機(jī)器人使得巡檢工作更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，高效率的工作完成狀態(tài)為變電站的維護(hù)提供了便利。

一、巡檢機(jī)器人的研究

巡檢機(jī)器人是為了提升巡檢工作的安全性、效率性、時(shí)效性等方面的內(nèi)容而產(chǎn)生的。巡檢機(jī)器人中使用到了地圖的構(gòu)建、定位、視覺(jué)和激光導(dǎo)航等技術(shù)[1]。巡檢機(jī)器人在很多場(chǎng)景中都能發(fā)揮積極作用。例如變電站的巡檢工作、電力隧道的巡檢、核輻射的檢查等。巡檢機(jī)器人的主要工作內(nèi)容有：檢測(cè)變電站內(nèi)設(shè)備的溫度、檢測(cè)變電站設(shè)備的外部是否存在破損或者放電情況、檢測(cè)變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和儀表數(shù)據(jù)、檢測(cè)變電站的設(shè)備聲音情況、檢測(cè)變電站周圍的環(huán)境情況等。目前大多數(shù)巡檢機(jī)器人都是由六部分組成，分別是智能云臺(tái)、驅(qū)動(dòng)底盤、激光傳感器、可見(jiàn)光的攝像機(jī)、紅外熱像儀以及其他零部件。

巡檢機(jī)器人的功能有以下幾種。第一，巡檢機(jī)器人能夠進(jìn)行導(dǎo)航和定位，通過(guò)激光導(dǎo)航的技術(shù)形成地圖，并在巡檢工作中自行定位。變電站無(wú)需使用磁條作為指引，能大大降低巡檢工作的投入成本。第二，巡檢機(jī)器人能夠自行規(guī)劃巡檢路徑，在巡檢工作中，機(jī)器人可以根據(jù)任務(wù)的需求，在地圖中找到最佳的行駛路線。第三，巡檢機(jī)器人能夠使用紅外線進(jìn)行設(shè)備的診斷工作。在巡檢過(guò)程中，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)記錄設(shè)備的溫度變化情況，如果設(shè)備最高溫度超過(guò)安全值，就會(huì)判定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)異常，幫助巡檢工作人員完成后期的鑒定和維護(hù)。第四，巡檢機(jī)器人能夠進(jìn)行視頻監(jiān)控，機(jī)器人上安有高清的攝像機(jī)，在巡檢過(guò)程中能將設(shè)備的外觀情況進(jìn)行圖像記錄。第五，巡檢機(jī)器人能夠?qū)D像和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸，巡檢機(jī)器人在工作過(guò)程中會(huì)記錄變電站設(shè)備的多種信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳至站點(diǎn)的服務(wù)器，以便維護(hù)人員及時(shí)查看變電站設(shè)備運(yùn)行信息。第六，機(jī)器人能夠自動(dòng)充電，巡檢機(jī)器人的電量如果即將耗盡，就會(huì)自動(dòng)返回充電站進(jìn)行充電。

巡檢機(jī)器人有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一，自動(dòng)化程度高，巡檢全過(guò)程使用計(jì)算機(jī)完成，機(jī)器人能夠自主設(shè)定巡檢任務(wù)。并且，巡檢機(jī)器人還具備自動(dòng)充電的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示，只需要充電15分鐘，就可以正常工作2個(gè)小時(shí)，續(xù)航能力較強(qiáng)。第二，巡檢機(jī)器人的安全系數(shù)高，無(wú)需人工進(jìn)入復(fù)雜的工作環(huán)境，并且機(jī)器人能夠自己躲避路障，工作的安全性大大提升。第三，使用巡檢機(jī)器人能降低成本，盡管前期在機(jī)器人的研發(fā)和購(gòu)買上，需要投入大量的資金，但是后期用于維護(hù)和發(fā)放維修人員工資方面的支出將會(huì)大大減少。第四，巡檢機(jī)器人的靈活性強(qiáng)，本身機(jī)器人的體積較小，能夠自由穿梭在巡檢環(huán)境中，并且規(guī)劃最優(yōu)路徑。第五，巡檢機(jī)器人的適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在很多特殊環(huán)境中代替巡檢人員完成巡檢工作。

二、變電站設(shè)備巡檢中使用機(jī)器人的應(yīng)用

（一）設(shè)備精測(cè)

設(shè)備精測(cè)，就是巡檢機(jī)器人對(duì)單一設(shè)備的精度診斷[2]。在變電站的運(yùn)維中，如果有新設(shè)備，需要先試運(yùn)行24小時(shí)，在這個(gè)時(shí)間段，就需要機(jī)器人對(duì)設(shè)備的溫度進(jìn)行精確測(cè)量，這樣運(yùn)維人員可以在后臺(tái)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷。機(jī)器人不僅能在規(guī)定的測(cè)溫點(diǎn)精確測(cè)量，還能多方位、多角度的檢測(cè)同一臺(tái)設(shè)備，提高檢測(cè)值的參考價(jià)值。機(jī)器人還可在系統(tǒng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存數(shù)據(jù)信息，運(yùn)維人員能夠根據(jù)系統(tǒng)生成的分析報(bào)表，進(jìn)行變電站設(shè)備的診斷。

（二）惡劣天氣巡檢

在巡檢過(guò)程中不可避免會(huì)遇到較為惡劣的天氣，例如暴雨、大雪天等，如果只憑借運(yùn)維人員的巡檢，很難保證巡檢內(nèi)容的全面性，且巡檢的安全性得不到保證。使用巡檢機(jī)器人，能夠遠(yuǎn)程操控機(jī)器人克服惡劣天氣的影響，檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)關(guān)情況，以及避雷器泄漏電流的數(shù)據(jù)信息等。

（三）異常狀態(tài)警告

傳統(tǒng)的變電站運(yùn)維中，盡管能夠集中監(jiān)控，但是監(jiān)控中心在收到設(shè)備異常信息后，需要人員先去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行確認(rèn)，然后根據(jù)設(shè)備情況制定維護(hù)措施，在趕到現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，很可能加重異常情況的影響。因此，當(dāng)運(yùn)維人員收到警報(bào)信息后，可以操控機(jī)器人最快到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，使用監(jiān)控的功能記錄設(shè)備異常情況，這樣運(yùn)維人員就能遠(yuǎn)程確認(rèn)異常情況，加快決策的時(shí)間，提升決策的效率。

（四）實(shí)際應(yīng)用的建議

在變電站設(shè)備的巡檢中使用機(jī)器人，可以將無(wú)軌激光導(dǎo)航的地面機(jī)器人與有軌道的機(jī)器人結(jié)合使用，這兩種巡檢機(jī)器人有著不同的巡檢范圍和巡檢側(cè)重點(diǎn)，二者結(jié)合，能夠?qū)⒁恍┎槐闳斯ぱ矙z的死角也照顧到。同時(shí)，巡檢機(jī)器人的智能平臺(tái)能夠?qū)⒀矙z過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和匯總，根據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，提升機(jī)器人的預(yù)判功能。

此外，為了進(jìn)一步提升巡檢工作的效率，可以將無(wú)軌激光導(dǎo)航機(jī)器人的電力來(lái)源改為蓄電池，在變電站的巡檢范圍內(nèi)，定點(diǎn)設(shè)置充電站，方便機(jī)器人自動(dòng)檢測(cè)電量并進(jìn)行及時(shí)的電量補(bǔ)給。如果是軌道式機(jī)器人，就可以使用蓄電池和滑觸線相結(jié)合的方式進(jìn)行供電，這樣能夠提升巡檢機(jī)器人的安全系數(shù)，保證機(jī)器人在巡檢工作中具備抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。

結(jié)論：盡管巡檢機(jī)器人在巡檢工作中有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但是仍會(huì)發(fā)生故障，或者穩(wěn)定性較差的情況，因此，變電站的維護(hù)人員應(yīng)該針對(duì)機(jī)器人的缺陷進(jìn)行改進(jìn)，保證機(jī)器人良好的巡檢狀態(tài)，為變電站的運(yùn)維提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫顯鶴，郭小凱.室內(nèi)變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2018（27）：100-101.

[2]牛祉霏. 變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的研究與應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2016.