智能巡檢機器人在變電站日常運維及缺陷跟蹤方面的應用

陳晨 黃錚

摘 要：本文首先對智能巡檢機器人在變電站日常運維中的應用做了介紹，然后對智能機器人在變電站發現缺陷能力和應用方面進行了分析，根據幾起現場實際案例介紹了當前智能機器人在變電站缺陷跟蹤方面上的應用。最后本文對智能機器人今后的發展進行了展望。

關鍵詞：智能巡檢機器人；日常運維；缺陷；發展

隨著智能機器人技術的不斷發展，智能機器人在各個領域的應用都得到了長足發展，就電力系統內部而言，智能機器人在輸電線路巡線、變電站日常運維等方面的應用已逐步成熟并已大力推廣應用，特別是在日常運維與缺陷跟蹤等方面，已經能替代部分人工巡視工作，最大化的發揮其技術優勢，能更加有效實現精益運維，提高運維效率和運維質量。

1 智能巡檢機器人在變電站日常運維中的應用

應用于變電站的智能巡檢機器人通常具有兩種可視化功能：一是可見光巡視，即在白天通過高清照相機捕捉設備表計、運行狀態等內容，主要用于觀測設備運行狀態，例如充油設備油位檢查，SF6氣體絕緣設備氣體壓力表計數據讀取，設備運行狀態觀察，避雷器泄露電流及動作次數記錄等日常運維工作；二是紅外測溫功能，在夜晚通過紅外攝像頭對各類設備進行紅外測溫。設置“重點關注”對重點設備進行特殊照顧。

在日常運維中的應用均是通過設置定時周期任務，周期性的進行數據觀測采集，以某變電站為例，全站共劃分為四個任務區域，每個區域任務周期均為1天，白天進行可見光任務，主要內容為開關刀閘分合位置、SF6壓力、油位計、溫度表、避雷器泄露電流表、計數器等，并留存可見光圖譜；夜晚進行紅外任務，如刀閘類設備，動、靜觸頭，刀臂南北側各取1個檢測點；開關類設備包括本體、接線等共取4個檢測點；變壓器類設備更是從本體兩側、三相及中性點套管、接線等各個部位各個方位進行紅外測溫，共取至少12個檢測點，全方位的對設備進行紅外檢測，同時留存可見光及紅外圖譜。

以華中最大的交流變電站500kV興隆變電站為例，根據巡視周期4天就可以完成全站975個可見光、3204個紅外圖譜的采集和數據處理，并形成數據報告，每一個數據都有對應的圖譜保存。

相較于人工巡視的數據采集和后續繁瑣的數據、報告整理工作，智能巡檢機器人將運維人員從部分繁瑣的人工巡視工作中解放出來，運維人員只需在巡視完畢后直接讀取相關數據、報告，便可進行運維分析，極大的提高了運維效率和運維質量。

2 智能巡檢機器人發現缺陷的主要類型

智能巡檢機器人通過可見光巡視，主要可以發現的設備缺陷為表計數據異常，通過設定表計的告警值，機器人檢測時數據超標便會及時發出警報，主要用于識別SF6壓力值、充油設備油位、溫度表等，通過增加機器人巡視周期彌補人工巡視的不足，減輕現場運維人員工作負擔，及時發現這類缺陷，并通過調閱設備歷史檢測數據，進行歷史數據曲線分析，及時發現異常變化趨勢。

夜間紅外測溫巡視，主要發現設備異常發熱類缺陷，通過設定拍攝角度，多角度的對設備進行紅外檢測，減少人工測溫差異性造成數據不準確，增加數據分析可靠性和長期性，目前機器人紅外測溫任務時會對所測數據即時進行三相對比和溫升對比，超過告警值立即報警，并在任務結束時形成三相測溫對比報告，通過運維人員進行人工復測排除可能存在的外界干擾，再進行缺陷的上報及處理。因機器人本身限制無法拍攝到的部位，則通過增加巡視點或人工巡視予以彌補，增大了檢測范圍和檢測全面性。

僅2016年500kV興隆變電站由巡檢機器人發現的各類缺陷共14個，其中可見光類缺陷3個，主要為溫度表計指示異常、油位表油位異常等缺陷；異常發熱類缺陷11個，其中嚴重及以上缺陷4個，最高異常溫度達215℃，及時發現這類缺陷，通過設備運行方式調整保證設備安全，對于無法退出運行的設備及時匯報并通過調度系統方式調整，為異常處理贏得寶貴時間，及時避免因發熱缺陷導致的事故異常停運和設備損壞，保證設備及電網安全。

3 智能巡檢機器人在缺陷跟蹤時的應用

智能巡檢機器人因其工作特性的不間斷性和遠程可觀察性，在缺陷跟蹤時也有積極應用。下面通過幾例實際案例來進行說明。

案例二：智能巡視機器人在少人值守變電站實時監測時的應用：

500kV柏泉變電站GIS設備SF6壓力低告警，已填報危急缺陷，待檢修人員來處理前需實時監測SF6壓力情況，此時將巡檢機器人派遣至該設備SF6壓力表觀測點前，使其能清晰準確觀測該設備壓力表數據，運維人員在控制室便可實時掌握該設備壓力變化情況，避免人工檢測上下奔波耗時耗力，有利于運維人員更好的進行缺陷匯報和相關業務處理工作，彌補人手不足的問題，使簡單的人力工作向智能化轉移，更加靈活的調配人力資源，提高工作效率。

以上實例是當前智能巡檢機器人在變電站缺陷跟蹤方面的具體應用，已經能體現其在數據采集、觀測、分析上的重要作用，減輕運維人員勞動強度，實現更加靈活的人力資源調配，大大提高巡檢的安全保障和自動化水平，切實達到減負增效的目的。

4 智能巡檢機器人的未來發展展望

隨著大數據的發展，機器人數據分析將不再局限于一個站，而是能夠將數據匯集并上傳至數據中心，實現數據共享，多站多數據進行對比分析，匯集更多的數據案例。更加準確的數據采集、更加完善的數據優化、更加全面處理軟件，更加科學的數據分析，智能機器人將能幫助運維人員更準確更有效的分析缺陷或隱患的發展趨勢，提出更加科學的檢修、運維需求，真正實現安全有信心，運維有保障，缺陷有管控的運維目標，構建全方位的立體監測平臺，保障電網與設備的安全運行。

參考文獻：

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