海底隧道電纜智能巡檢機器人系統研制與應用

摘 要：傳統的隧道內電纜巡檢存在隧道陰暗密閉、通風困難，人工巡檢效率較低；運行電纜隨時可能發生故障，威脅員工人身安全；現有消防系統效率低，電纜隧道一旦著火會造成較大損失；現行的在線監測取樣單元布置離散，且各監測系統彼此孤立，對設備狀態的感知過于片面等問題。創新使用智能巡檢機器人系統，實現了對交直流共用的海底電纜隧道及電纜線路的智能化管理，向著電網智能化，運維精益化的目標扎實推進。

關鍵詞：隧道電纜；智能；巡檢；機器人

一、引言

福建地處沿海城市，隨著電網的不斷發展，海底隧道電纜數量不斷增加，但隧道內電纜巡檢方式存在以下四大難點：（1）隧道陰暗密閉、通風困難，人工巡檢效率較低；（2）運行電纜隨時可能發生故障，威脅員工人身安全；（3）現有消防系統效率低，電纜隧道一旦著火會造成較大損失；（4）現行的在線監測取樣單元布置離散，且各監測系統彼此孤立，對設備狀態的感知過于片面。

為解決上述問題，莆田供電公司創新團隊從海底電纜隧道巡檢的工作難點出發，建立了一套智能巡檢機器人系統，實現了對交直流共用的海底電纜隧道及電纜線路的智能化管理，向著電網智能化，運維精益化的目標扎實推進。

二、智能巡檢機器人系統組成及結構

（一）系統組成

智能巡檢機器人系統的設備組成分五個方面：（1）軟件平臺：多功能遠程綜合監測平臺；（2）軌道總成：由吊裝軌道、定制彎道、井口穿越附件等組成；（3）供電平臺：基于非接觸感應供電的動力驅動部分；（4）通信平臺：通過漏波電纜傳輸的無線通信子系統；（5）智能巡檢機器人：包含有車載自動控制子系統、遠程遙控子系統、視頻成像及紅外熱成像子系統、交互對講廣播子系統、消防滅火子系統、溫濕度、有害氣體及空氣含氧量監測子系統、避障及保護子系統。

（二）系統結構

系統的技術結構分3個層次：監測層、數據層和展現層，借鑒大數據系統模型構建思路，監測層通過各類設備獲取數據，傳輸給數據層進行分析，最終通過展現層直觀呈現給使用者。其結構示意圖如表1所示。

（三）系統的主要功能

1.智能機器人的主要功能：

（1）巡視、檢測：機器人可沿軌道進行三擋調速的自動巡檢及智能避障，也可以智能通過防火門，pick-up單元能從軌道上感應取電，可見光攝像機及紅外成像儀可實時同傳視頻及紅外畫面，各類傳感器可采集隧道狀態量。

（2）消缺、應急：機器人與隧道內火情報警器聯動，定位跟蹤熱源，第一時間趕赴現場，將各類數據發送回指揮中心；消防舵機與熱成像儀聯動，調整朝向對準火源，自動精準滅火。

2.綜合平臺的主要功能：

機器人系統與隧道內水位、光照、溫度、護層電流等分布式傳感器共同采用IEC104協議接入電纜綜合監測平臺，構建隧道物聯網，實現多源數據交互。同時，平臺整合各業務系統，實現各專業高效協同，全流程可控。

三、結束語

海底隧道電纜智能巡檢機器人全面融入缺陷預警、事故研判、過程溝通、安全監督、復后跟蹤等檢修全流程，全面提升運檢管理穿透力，實現了遠程自動巡檢和自動、快速處置缺陷及火情，提高了隧道巡檢效率與效果，保障巡檢及應急處置安全，推動互聯網+電網技術的“智造”融合應用，為確保電網的安全穩定運行提供了有力的保障。

參考文獻

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作者簡介

徐麗紅（1978.7）女，大學本科，高級工程師，主要從事電力通信建設、運維和管理方面工作。

（作者單位：國網福建省電力有限公司莆田供電公司）