智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應用

李明偉

摘要：當代電力產業(yè)各種新技術的誕生，在推動社會快速發(fā)展的同時，也為變電站的檢修、維護操作造成了更大的難度。智能機器人巡檢系統(tǒng)的應用，能利用現(xiàn)代化技術手段，來對變電站設備進行詳細的檢測，從而減少人力資源消耗，降低人員工作量，并能實現(xiàn)變電站巡檢工作的標準化。本文探討了智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應用，以供參考

關鍵詞：智能機器人;巡檢系統(tǒng);變電站;應用

前言：新時期，機器人技術正處于快速發(fā)展階段，已有大量的機器人品類滲透到各行各業(yè)中，且投放數(shù)量呈逐年上升趨勢。智能巡檢機器人能夠減輕人工巡檢的工作負擔，大大緩解運維人員巡視工作強度與安全風險，在提高變電站自動化與智能化水平的同時，還能克服人為因素及外界環(huán)境因素的負面影響，為變電站提供了可靠的安全保障。

1.智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站的技術應用

智能機器人巡檢系統(tǒng)，在變電站中較為常用的技術主要包括以下幾種：

1.1 機器人技術

智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應用，是以機器人技術為核心，整合無線通訊、圖像模式識別、導航定位等多項技術，來實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的巡檢。

1.2 圖像模式識別技術

圖像模式識別技術能引導智能機器人巡檢系統(tǒng)正確識別檢測圖像中設備，并定位該設備在圖像中的具體位置，實現(xiàn)對電氣設備的精確巡檢，具有很高的精確性和有效性。

1.3 導航定位技術

在路面預先埋設無線射頻設備，結合機器人視覺，來實現(xiàn)智能機器人的導航定位功能。機器人能通過搜索、識別預埋點，來完成自定位與移動導航，并能規(guī)劃最佳路徑，實現(xiàn)雙向行走[1]。

1.4 聲音采集技術

機器人巡檢過程中，利用拾音器可采集變電站電抗器等重點設備的聲音，再將其與異常聲音庫進行對比，來識別電氣設備的異常聲音。

1.5 實時數(shù)據(jù)庫技術

實時數(shù)據(jù)庫技術可實時監(jiān)測變電站設備運行溫度，并能分析設備的溫度變化曲線，再與數(shù)據(jù)庫中的資料進行比較，來判斷設備故障情況。

1.6 數(shù)字圖像處理技術

數(shù)字圖像處理技術能分析設備溫度變化曲線，來輔助人工巡檢。同時，智能機器人巡檢系統(tǒng)還可與后臺監(jiān)控系統(tǒng)連接，作為變電站生產管理系統(tǒng)中的一部分，能最大限度地發(fā)揮巡檢系統(tǒng)的作用。

1.7 三維電子地圖技術

利用三維虛擬現(xiàn)實技術，可建立變電站模型，改善過去二維平面地圖的局限性。三維電子地圖不僅能使巡檢定位更為精確，還能讓后臺操作人員有浸入式體驗，進一步提高操作精度。

1.8 遙控技術

智能機器人在巡檢過程中，后臺人員可利用遙控技術，通過鼠標、鍵盤來實現(xiàn)對機器人的遠程控制。工作人員也可通過遠程監(jiān)控終端，改變機器人的行駛狀態(tài)，完成攝像機焦距調整等一系列操作。

1.9 模式識別技術

智能機器在巡檢過程中，不可能做到每一次檢測都準確無誤、沒有誤差。造成智能機器人巡檢系統(tǒng)出錯的原因很多，包括導航?？烤认拗?、運動控制精度限制等問題[2]。此外，若機器人觀測距離較遠，則一次檢測中會同時檢測到多個設備，從而影響檢測結果的精確性。利用模式識別技術，能夠有效地分辨并定位目標設備，從而大大提高檢測數(shù)據(jù)的正確性與精度，使智能機器人巡檢系統(tǒng)能針對電氣設備運行情況提供可靠的數(shù)據(jù)及信息支持。

2.智能機器人巡檢系統(tǒng)的主要功能及應用

變電站智能巡檢機器人，主要是對電氣設備進行檢查，以便即使發(fā)現(xiàn)設備損傷、缺陷等異常情況，并向工作人員提供設備隱患與故障先兆數(shù)據(jù)，較人工巡檢有更高的客觀性、靈活性，同時具備很高的智能化水平與安全系數(shù)[3]。智能機器人能克服極端天氣及外界負面因素的影響，可減少變電站值班人手。工作人員在對機器人做好設定后，智能機器人即可自行執(zhí)行巡檢任務。

2.1 常規(guī)檢查與特殊巡檢

智能機器人巡檢系統(tǒng)，能以全自主或本地、遠方遙控模式，完成對變電站的常規(guī)巡檢工作。巡檢內容有電氣設備運行溫度、設備噪聲等，檢查方式多樣，具有較高的自動化水平，巡檢過程可靠性強，較人工巡檢更為標準、規(guī)范。智能機器人巡檢系統(tǒng)能將巡檢內容、時間等整合于一體，實現(xiàn)全過程管理，并能向運維人員提供數(shù)據(jù)分析與決策支持[4]。

在暴雨、冰雹、大雪、大風等極端天氣條件下，智能機器人可自行或在工作人員的操控下完成設備巡檢，大大提高了工作人員的安全性和巡檢效率。

2.2 與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動

智能機器人巡檢系統(tǒng)可與變電站監(jiān)控系統(tǒng)及信息一體化平臺連接，實現(xiàn)巡檢與監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動。當處理電氣設備故障時，機器人可規(guī)劃最佳路徑并自動前往目標位置，實時顯示該設備的圖像信息。

2.3 視頻巡視與工作指導

變電站開展現(xiàn)場作業(yè)時，能將智能機器人移動到指定位置，并借助巡檢系統(tǒng)的語音對講功能，來完成遠程視頻工作指導，并可在一定程度上履行項目負責人的職責。

2.4 遠程集控

智能機器人巡檢系統(tǒng)可在變電站運維主站，完成多個變電站機器人系統(tǒng)的協(xié)調與集中控制，是變電站無人值守模式的技術基礎。

2.5 縮短運維人員工作時間

智能機器人巡檢系統(tǒng)可縮短人工巡檢日常工作流程，節(jié)省工作人員的時間。沒有使用智能巡檢機器人的變電站，運營人員平均每天需要花費3-4個小時左右的時間，來完成開關、主變、高抗表、避雷器檢查和設備紅外測溫等工作。使用智能巡檢機器人后，每日人工現(xiàn)場巡視時間可減少2個小時左右。

3.智能機器人巡檢系統(tǒng)的優(yōu)缺點

3.1 優(yōu)點

在高溫、暴雪、雷雨等天氣情況下，人工巡檢任務繁重，難度高，工作量大，安全風險系數(shù)高。若使用智能巡檢機器人，則可大大減輕巡檢人員的勞動強度，并能在惡劣天氣下完成變電站電氣設備的日常巡視。

當下國內還有一些變電站的電氣設備檢修及日常檢測工作，依然使用人工巡檢方式，來檢查并記錄電力線路缺陷、斷路器氣體泄漏等問題。不同的檢測人員有不同的記錄方式與描述語言，且檢測記錄具有一定的主觀性，為設備故障的分類及分析都造成了一定的障礙[5]。智能機器人巡檢系統(tǒng)的使用，能徹底落實故障分析的標準化，從而提高變電站的整體巡檢水平。

3.2 缺點

變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)的應用，尚有許多問題等待深入研究與探索。在導航方面，大部分變電站巡檢機器人采取磁軌道導航，但這種方法需要事先鋪設軌道，機器人巡檢路徑被固定，其行駛路線受到限制，導致機器人在實際巡檢工作中，無法對電氣設備進行全方位的檢測。

當下投入使用的智能巡檢機器人，生產廠家不同，巡檢效率也不同。各個生產廠家機器人的工作效果差異性很大，部分存在巡檢設置不規(guī)范、效率低下等問題。一些廠家的智能機器人巡檢系統(tǒng)采取單點單設備測溫，光是巡檢一個區(qū)域就需花費數(shù)個小時，若是要滿足360°全面巡視，則點位增加一倍，巡檢時間就不得不大幅度延長。

結束語：智能機器人巡檢系統(tǒng)在開發(fā)應用過程中，需要不斷探索新方法、新技術，來強化變電站設備巡檢工作的安全性，提高設備運行穩(wěn)定性，這不僅能減輕人力勞動量，還有利于無人值守模式的推廣。因而，智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應用，依然需要我們的持續(xù)開發(fā)、探索，來提高供電可靠性，為變電站提供安全保障。

參考文獻：

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[2]陳建忠，褚孝國，趙霞，蔡煥捷，吳坤松.燃煤電站輸煤廊道機器人自動巡檢系統(tǒng)技術開發(fā)與應用[J].熱力發(fā)電，2019，48（09）：145-150.

[3]劉貞瑤，高方玉，姜海波，蔡光柱，郭嶸，何野.輸電線路智能巡檢機器人系統(tǒng)的研制及應用[J].電力信息與通信技術，2019，17（08）：57-62.

[4]范文杰.智能機器人巡檢系統(tǒng)的改進及推廣應用[J].智能機器人，2018（05）：65-67.

[5]馬懿，李薇.智能機器人巡檢應用探析[J].金融電子化，2018（06）：61-62.