變電站軌道機器人自動測溫裝置

劉濱　孫坡　度薇

摘要：隨著我國經濟的快速發展，對供電企業的可靠性要求也日益增強。國家電網公司為了保證設備的安全可靠運行，提出了狀態檢修。而對運行設備進行在線紅外測溫，是狀態檢修的技術保證之一。

關鍵詞：變電站；機器人；自動測溫

1現狀調查

目前電力企業國內變電站設備測溫存在三種測溫方式

（1）人工手持紅外成像儀進行現場監測，工作繁重，受環境影響較大，且進入設備區潛在不安全因素，容易出現漏檢、判斷不準確和記錄的數據量少現象。不能及時發現故障隱患，可能引發設備事故造成大面積停電，嚴重影響電力系統的安全穩定運行。

（2）多點固定式安裝紅外監測，安裝時需要對部分設備進行停電，滿足所有變電站設備測溫要求時需要安裝監測點較多，需要購置的紅外測溫設備較多費用較高，變電站增容擴建時對其影響較大需要重新配置，在室外長時間受環境影響較大。

（3）設備關鍵點加裝溫度傳感器監測，安裝時需要對所有設備進行停電，只能對關鍵設備及接觸點進行監測。當溫度傳感器有損壞時必須停電維修否則失去對設備監測，變電站增容擴建時需要重新配置，在室外長時間受環境影響較大。

2設計思路及改進方法

本文提供一種變電站軌道機器人自動測溫裝置包括紅外測溫成像儀、多關節數字云臺、通信系統等三部分組成。以具有三關節的紅外測溫儀及數字云臺（自動機器人）、專用軌道、數據傳輸技術為核心，研制變電站軌道機器人自動測溫裝置，自動實現變電站內電力設備運行狀態的自動測溫，克服了人工巡檢及常規在線巡檢測溫的不足與局限，大大提高變電站運行的安全性和可靠性。選取的材料容易購買且價格不高，容易普遍推廣和試驗驗證。

附圖說明：（如圖1，圖2，圖3）

下面結合附圖對本實用新型做進一步地說明：

四輪小車，包括驅動輪和導向輪，分別由直流伺服電機和步進電機傳動。小車安裝有紅外成像儀和左右、上下都能旋轉的全方位云臺。小車及云臺的運動由DSP控制，溫度采集、存儲及無線傳輸由單片機完成，DSP與單片機相互通信。

根據變電站設備布置情況結合以后大修、技改所需活動范圍，鋪設專用軌道，已保證所有的測溫點都能夠得到巡視，有效避免小車受到天氣、雨雪、覆冰、大風造成的樹枝及雜物、施工造成的地面破壞帶來的影響，保證了小車長時間可靠運行。控制三關節的紅外測溫數字云臺的轉角，可實現不同設備位置發熱點的測溫，溫度信息及異常溫度成像可通過紅外成像儀的485接口傳到小車內單片機。我們設計是將溫度、異常溫度成像及發熱點位置，通過有線網絡傳到后臺計算機，小車接收部件還能接收運行人員發來的遙控指令，執行指定操作。

小車具有自充電功能，采用常規的接觸式充電，由于小車完成巡檢后，每次返回到起點，專用軌道保證小車或送電裝置的機械手臂精確定位，將充電頭與小車受電端準確連接。

具體實施過程：

本實用新型提供了一種變電站軌道機器人自動測溫裝置。首先根據變電站電力設備的位置，建立各測溫點的空間坐標體系，以此空間坐標體系為基礎，結合變電站設備布置情況及大修、技改所需活動范圍，研究最優路徑規劃方法，鋪設專用軌道，確定紅外測溫成像裝置（機器人）的運動軌跡。設計安裝紅外測溫成像儀的運動小車及小車控制系統。設計的關鍵在于根據現場情況，確定裝置形狀與尺寸、各零部件的布置、伺服電機功率、控制方式以及對雨雪的防護，以保證獲得結構緊湊、動作靈活、安全可靠的高性能自動測溫成像裝置（機器人）。

3改進效果

該實用新型實現變電站內電力設備運行狀態下自動溫度巡檢測量，不受被測點設置限制，不受氣候影響，可以全面代替人工測溫，實現全年365天不間斷全天候測溫，實時向運行人員傳遞變電設備在線溫度數據，確保現場設備持續、安全、有效地運行。安裝、維護時無需將變電設備停電，從而提高了運維人員安全性及供電可靠性；只需購買一個紅外測溫探頭，即可實現變電設備所有測溫，節省了紅外測溫設備的投資。當變電站擴建增容時，只需延長軌道及增加觀測點就滿足需要，具有很強的擴展性。本實用新型結構簡單，效果良好。并取得了國家專利證書。endprint