智能巡檢機(jī)器人在變電運(yùn)維工作中的應(yīng)用研究

李惠章 狄崇

摘要：科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展下，在變電運(yùn)維工作中已經(jīng)積極推廣智能巡檢機(jī)器人的應(yīng)用。通過(guò)智能巡檢機(jī)器人的智能作用，能夠代替技術(shù)人員進(jìn)行日常的巡檢工作，能夠讓技術(shù)人員通過(guò)機(jī)器人提供的巡檢結(jié)果確定故障發(fā)生的部位及類型，并及時(shí)進(jìn)行維修，從而節(jié)省出大量檢測(cè)故障的時(shí)間，經(jīng)過(guò)及時(shí)維修能夠繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而促進(jìn)電力行業(yè)能夠快速的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能巡檢機(jī)器人;變電運(yùn)維;故障報(bào)警;故障維修

電力資源是我國(guó)目前資源需求中的重要元素，各行各業(yè)的發(fā)展、社會(huì)發(fā)展都離不開(kāi)電力系統(tǒng)的支持，需要電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量與效率大幅度提升。由于變電站在檢測(cè)電力系統(tǒng)是否存在故障時(shí)，需要進(jìn)行普測(cè)蓄電池、檢測(cè)紅外、記錄避雷器動(dòng)作次數(shù)與泄漏電流次數(shù)、記錄SF6氣壓值等較多的工作，具有錄入數(shù)據(jù)量大、工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度高的特點(diǎn)，如果繼續(xù)應(yīng)用傳統(tǒng)人工巡檢措施已無(wú)法滿足當(dāng)下電力供應(yīng)的需求。因此，在巡檢作業(yè)中引入了智能巡檢機(jī)器的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)踐，能夠有效解決人工巡檢中存在的不足，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要的技術(shù)支持。

1 智能巡檢機(jī)器人技術(shù)分析

1.1 使用目的

在室外變電站應(yīng)用智能巡檢機(jī)器人，能夠通過(guò)機(jī)器人自帶的熱像儀、拾音器等設(shè)備，采用自控或遙控等方式，以規(guī)定程序?yàn)楦鶕?jù)進(jìn)行巡檢變電站工作，完成檢測(cè)紅外、設(shè)備熱缺陷甄別等工作內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)輔助人工完成變電站巡檢工作的目的。

1.2 任務(wù)設(shè)定

變電站內(nèi)的調(diào)度監(jiān)控工作人員可利用調(diào)控中心傳輸指令的作用向智能巡檢機(jī)器人發(fā)布巡檢任務(wù)，同時(shí)變電站內(nèi)的運(yùn)維工作人員也可以在無(wú)人站主控室完成發(fā)布任務(wù)的工作，而工作內(nèi)容可以采取提前設(shè)定、臨時(shí)發(fā)布兩種類型。智能巡檢機(jī)器人接受任務(wù)以后，根據(jù)任務(wù)要求自動(dòng)完成巡檢工作，再利用激光傳感器的作用抵達(dá)到預(yù)定的位置。機(jī)器人應(yīng)用自身的高分辨率相機(jī)識(shí)別溫度、壓力表等內(nèi)容的圖像，及時(shí)、準(zhǔn)確地采集出裝置實(shí)際的數(shù)據(jù)信息，最后將數(shù)據(jù)信息利用無(wú)線網(wǎng)方式向大數(shù)據(jù)分析軟件所對(duì)應(yīng)的平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行傳輸，同時(shí)完成數(shù)據(jù)分析，形成詳細(xì)的報(bào)告，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)存在的安全隱患并及時(shí)解除，實(shí)現(xiàn)變電站穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)

目前，智能巡檢機(jī)器人所應(yīng)用的技術(shù)類型較多，包括無(wú)軌化、大數(shù)據(jù)、圖像識(shí)別、安全技術(shù)、多傳感器融合控制等技術(shù)。無(wú)軌化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能巡檢機(jī)器人能夠精準(zhǔn)到達(dá)指定位置的重要技術(shù)，利用激光定位將激光數(shù)據(jù)信息與地圖有效匹配，從而確定出任務(wù)中指定的位置。此技術(shù)中融入了地圖等比構(gòu)建、激光數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匹配定位兩種技術(shù);地形適應(yīng)技術(shù)是保證智能巡檢機(jī)器人能夠適應(yīng)不同類型的室內(nèi)外環(huán)節(jié)，基本原理利用的是地形匹配，利用激光雷達(dá)滿足導(dǎo)航要求，通過(guò)與地形進(jìn)行匹配后，能夠?qū)⒌匦苇h(huán)境特點(diǎn)輸入至機(jī)器人內(nèi)部，再通過(guò)轉(zhuǎn)換從而適應(yīng)不同類型的室內(nèi)外環(huán)境;圖像識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、鎖定具體位置的重要技術(shù)，通過(guò)對(duì)需要巡檢的位置進(jìn)行圖像識(shí)別，從而采集出設(shè)備標(biāo)記圖像，完成識(shí)別工作。另外，機(jī)器人還具備定位自診斷技術(shù)、三層避碰技術(shù)，能夠保證機(jī)器人工作的安全性能。

2 智能巡檢機(jī)器人的功能

2.1 報(bào)警功能

智能巡檢機(jī)器人能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警，對(duì)變電站設(shè)備的維護(hù)工作具有較大的作用。當(dāng)機(jī)器人在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)人或者是動(dòng)物侵入電力系統(tǒng)時(shí)，機(jī)器人通過(guò)自身的報(bào)警功能利用通信站向監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警。即使此時(shí)的變電站內(nèi)未存在工作人員，也可以實(shí)現(xiàn)在監(jiān)視中心發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常問(wèn)題。即使機(jī)器人自身發(fā)生故障或者是因?yàn)閿嚯姸鵁o(wú)法工作時(shí)，機(jī)器人也會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，并且還會(huì)在關(guān)機(jī)前進(jìn)行檢巡信息的儲(chǔ)存工作，能夠避免故障影響變電站正常工作。所以，利用機(jī)器人的報(bào)警功能，能夠快速發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)解決，實(shí)現(xiàn)損失降到最小的目的。比如，某變電站內(nèi)的設(shè)備因?yàn)榘l(fā)生故障而引發(fā)高溫，機(jī)器人利用傳感技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度異常，及時(shí)發(fā)揮自身的報(bào)警功能通知負(fù)責(zé)人員，從而及時(shí)處理故障問(wèn)題，有效縮減變電站因故障問(wèn)題而產(chǎn)生的損失。

2.2 控制功能

智能巡檢機(jī)器人的控制功能含有兩種方式，一是手動(dòng)模式，二是自動(dòng)模式。手動(dòng)模式需要操作人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制機(jī)器人移動(dòng)，通過(guò)人工操作方式操作機(jī)器人完成巡檢工作;自動(dòng)模式是機(jī)器人在巡檢工作前，技術(shù)人員先為機(jī)器人設(shè)定好巡檢路線，機(jī)器人根據(jù)設(shè)定好的路線巡視檢查路線上所有的電力設(shè)備，從而判定出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 導(dǎo)航系統(tǒng)

工作人員可利用傳感器的作用掌握機(jī)器人在變電站中的具體位置，并有效識(shí)別出道路和障礙物，通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)指揮機(jī)器人在合適的路徑上進(jìn)行移動(dòng)。

3 變電站運(yùn)維中智能機(jī)器人的應(yīng)用

目前，智能巡檢機(jī)器人主要應(yīng)用的巡檢技術(shù)包括紅外測(cè)溫技術(shù)、設(shè)備熱缺陷甄別技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)三種，具體內(nèi)容如下：

3.1 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

視覺(jué)系統(tǒng)中應(yīng)用的視覺(jué)技術(shù)可有效處理圖像，并去除圖像中存在的雜質(zhì)成分，實(shí)現(xiàn)徹底清除因?yàn)樽匀画h(huán)境因素而形成的影響圖像清晰度的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)成分影響環(huán)境識(shí)別，比如圖像中的雪花、雨水等，從而有效保證圖片清晰度。完成雜質(zhì)清除作業(yè)后，通過(guò)高精度匹配圖像并提取圖像特征后，將提取的特征存儲(chǔ)后，實(shí)現(xiàn)自主識(shí)別變電站裝置的目的，正確識(shí)別出變電站裝置的具體工作狀態(tài)，比如識(shí)別出設(shè)備的油位計(jì)表、刀閘狀態(tài)等;

3.2 設(shè)備熱缺陷甄別技術(shù)

設(shè)備缺陷甄別技術(shù)的工作原理是利用熱紅外成像設(shè)備的功能，利用熱紅外技術(shù)成像變電設(shè)備，比如探測(cè)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)溫度、母線接頭溫度后，分析對(duì)熱成像圖形，從而了解裝置的實(shí)際狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題，設(shè)備產(chǎn)生異常發(fā)熱的現(xiàn)象，及時(shí)反應(yīng)在機(jī)器人的熱成像圖像中，再通過(guò)提取這些圖像的特征，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

3.3 紅外測(cè)溫技術(shù)

紅外測(cè)溫技術(shù)是指在識(shí)別紅外圖像時(shí)，通過(guò)利用紅外測(cè)溫技術(shù)能夠分析出變電站內(nèi)的裝置實(shí)際的溫度、工作環(huán)境的溫度，還要對(duì)每個(gè)裝置與工作環(huán)境的實(shí)際溫度差異進(jìn)行綜合分析，再將檢測(cè)后的數(shù)據(jù)結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析與對(duì)比，從而確定出裝置是否存在的溫度升高的問(wèn)題。如果溫度升高及時(shí)通過(guò)報(bào)警功能向工作人員報(bào)警，實(shí)現(xiàn)及時(shí)解除裝置故障的目的。

3.4 智能巡檢機(jī)器人變電站運(yùn)維中的應(yīng)用價(jià)值

應(yīng)用智能巡檢機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人巡檢變電站內(nèi)的設(shè)備與線路的工作，并且通過(guò)自身具有的自主功能、遙控功能等及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)存在的問(wèn)題，并利用自身報(bào)警功能向工作人員及時(shí)發(fā)出警告，工作人員及時(shí)根據(jù)機(jī)器人的分析結(jié)果針對(duì)具體部位進(jìn)行維修，從而有效解決故障問(wèn)題。另外，智能巡檢機(jī)器人還能檢測(cè)出裝置是否存在噪音問(wèn)題、溫度是否升高、具體的工作狀態(tài)等，具有較高的真實(shí)性與可靠性，還體現(xiàn)出了高智能化。變電站應(yīng)用智能巡檢機(jī)器人進(jìn)行日常巡檢設(shè)備工作后，能夠?qū)⒃O(shè)備故障、線路問(wèn)題、日常工作報(bào)表等形成管理日志，能夠讓運(yùn)維管理工作人員根據(jù)管理日志進(jìn)行真實(shí)、有效的數(shù)據(jù)分析，從而確定出最終的維修方案，促進(jìn)變電站電力系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與快速發(fā)展下，變電站實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理是當(dāng)下及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。由于智能巡檢機(jī)器人具有報(bào)警功能、控制功能、導(dǎo)航系統(tǒng)功能，能夠根據(jù)工作人員的指令完成巡檢工作，并在巡檢中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)警，從而讓工作人員能夠根據(jù)機(jī)器人提供的數(shù)據(jù)確定具體的故障位置進(jìn)行有效的維修，保證電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為各行各業(yè)及居民輸送高質(zhì)量的電力支持，推動(dòng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、快速的發(fā)展。因此，在變電站運(yùn)維工作中應(yīng)普及智能巡檢機(jī)器人的運(yùn)用，替代人工完成日常巡檢工作，提升巡檢效率及電力系統(tǒng)維護(hù)質(zhì)量，滿足當(dāng)下對(duì)電力能源的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡煥青，邵瑰瑋，胡霽，等.變電站巡檢機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀和主要性能指標(biāo)分析[J].電測(cè)與儀表，2017，（14）：117-123.

[2]楊俊，黃禮華，張立平.變電站巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其適用性研究[J].湖北電力，2017，（1）：20-24.