關于無人值班配電站巡檢機器人的研究及應用探討

王慶祥 科大智能電氣技術有限公司

1 配電站巡檢機器人研究現狀

我國配電站巡檢機器人相關技術研究雖然起步較晚但發展較快，相關機器人產品在導航定位、模式識別及智能分析等技術層面已達世界先進甚至領先水平，在部分電網公司得到了較為廣泛的應用。經過多年的技術革新和換代，現有配電站巡檢機器人已經發展成為融合移動控制、導航及路徑規劃、視覺模式識別、多傳感器融合、電磁兼容、無線傳輸控制及自主充電等眾多技術于一體的智能型系統，利用移動平臺搭載可見光、紅外成像等傳感檢測設備，可實現站內設備外觀、表計讀數、開關位置、紅外測溫等自主檢測識別及順空操作設備狀態的自動校核等功能。

2 無人值班配電站巡檢采用機器人的必要性

隨著電力系統自動化和智能化水平的提高，電氣信號的獲取可以利用多種自動化設備和技術來獲得，例如監視控制、數據采集系統以及繼電保護等。如今的配電站也實現了遙控、遙測、遙信等功能，配電站自動化程度得到明顯提高。雖然配電站的自動化程度已經得到了一定發展，可以實現少人和無人值班,但是在無人值班時也會引起一系列的問題,甚至影響配電站的安全運行。其主要存在的問題有四點：

2.1 當配電系統中出現真空開關、端子漏氣、避雷器漏電等問題造成的發熱現象無法及時發現，可能會導致安全隱患。

2.2 一些配電房設備陳舊升級難的問題無法得到有效解決。

2.3 對各種表計開關等部位以及設備外部的具體狀況難以進行及時和詳細的了解。

2.4 無人值班的情況下，就難以及時進行巡檢，及時發現配電站設備出現的一些問題，設備故障等問題難以得到及時處理，為配電站造成損失。

由此可見，配電站的巡檢工作十分重要，是配電站正常安全生產和運行的重要保證。在傳統情況下，需要巡檢人員每天定時對配電站進行巡查或者定期巡查，并采集相關數據和信息，及時發現存在的問題并解決。但花費大量人員來開展巡檢工作，不僅會浪費大量的人力資源，同時重復性的巡檢工作也會導致巡檢人員產生厭煩情緒，出現對工作不負責的情況。例如沒有進行實際的巡檢工作就進行填寫巡檢報表等。為解決這一問題，配電站巡檢智能機器人被應用，其配置靈活、技術先進、功能多樣，為配電站的安全運行提供了保障。

3 無人值班配電站巡檢機器人的應用

3.1 設備巡視功能

人工巡檢分全面巡視、例行巡視、特殊巡視、熄燈夜巡及，風險管控巡視。無人值班配電站巡檢機器人可替代人工進行全面巡視、特殊巡視、風險管控巡視。機器人特殊巡視分重載設備特巡、缺陷跟蹤、迎峰度夏紅外普測、防汛抗臺模塊。

3.2 紅外測溫功能

無人值班配電站巡檢機器人紅外測溫，是通過預先設置多個監測點，從多個角度對全站設備進行整體性掃描式溫度采集，系統能夠對高壓柜、開關柜等設備本體以及各開關、旋鈕等的溫度進行檢測，并采用溫升分析、同類或三相設備溫差對比、歷史趨勢分析等手段，對設備溫度數據進行智能分析和診斷，實現對設備熱缺陷的判別和自動報警。

3.3 表計數讀取功能

無人值班配電站巡檢機器人系統能替代人工進行配電站電壓表、電流表、開關、旋鈕、斷路器、指示燈等設備的電壓、電流、開關狀態、旋鈕位置、投退位置等表計數據的自動讀取。機器人通過拍照并獲取表計模式識別數據后，系統會自動將每個點位的數據保存記錄，運維人員可查詢或導出系統生成的報表，通過對比每次巡檢數據的變化，預防亞重缺陷。

通過無人值班配電站巡檢機器人系統的應用，對減輕人員工作量、提高運維工作效率和設備異常應急處理速度等方面具有明顯的成效，具體體現在以下三個方面：一是大大地減輕了運維人員的勞動工作臺強度，主要是在測溫及儀表數據抄錄方面體現較為明顯。讓運維人員將更多的時間投入到運維一體等其他工作，節省人力勞動成本。二是縮短事故應急處理時間。采用配電站巡檢機器人巡檢系統后，可為運維人員提供遠程視頻，縮短處理時間。三是提高沒備巡視數據分析的效率與準確性。人工分析往往需要花費大量時間且易出現筆誤等疏漏，應用機器入之后，數據分析由機器人巡檢系統軟件自動統計分析，提高了數據的分析準確性與效率。

4 無人值班配電站巡檢機器人的工作流程

無人值班配電站巡檢機器人的運作指令下發有兩種方式，一種是由運行操作人員在基站人為下發，另一種是由基站系統預先設置的巡檢任務自動下發。工作流程如下：

4.1 巡檢機器人開始巡檢工作，利用路徑規劃功能安全地移動到需檢測設備附近的停靠點，并停止移動。

4.2 根據接收到的檢測指令移動云臺對需檢測設備進行精確定位，根據距離和方位對紅外熱像儀和可見光攝像機調焦進行設備的紅外檢測和可見光檢測，并保存檢測信息。

4.3 機器人將檢測到關于設備的可見光圖像/視頻和紅外熱圖像等信息經過網絡通道傳輸到控制端計算機。

4.4 對相關信息進行分析后，若發現被檢測設備的實時溫度超過該設備預設允許的最高運行溫度，巡檢機器人會立即發出警報。

4.5 在此停靠點進行多方位的檢測，直至該設備檢測完畢。

依照此檢測流程，機器人繼續檢測下一個設備，直至所有巡檢任務完畢，機器人回到充電點進行充電。

5 結語

在配電站特別是無人值班的配電站的巡檢_工作中，巡檢機器人的使用越來越頻繁。并且，隨著電網規模的逐漸擴大，機器人發揮的作用會更大。在實際的工作中，相關工作人員要正確對待巡檢機器人，加強對巡檢機器人功能和系統設計的研究，提高對巡檢機器人的管理水平。通過在不斷的改進中，提高無人值守配電站工作效率，促使巡檢機器人發揮更大的 作用。