變電站機器人智能巡檢的系統研究與應用

【摘 要】 隨著機器人技術的快速發展，變電站巡檢機器人的應用越來越廣泛。如何確保機器人在替代人工巡檢時的重復定位精度與準確性，成為重中之重。將移動機器人技術應用在變電站設備檢測過程中，需要變電站智能巡檢機器人具有一定的定位能力，能夠根據自己的位置規劃出從當前地點至目的地的最優路徑。因此本文的研究為今后的變電站巡檢工作提供發展方向。

【關鍵詞】 變電站 機器人 巡檢

在目前大部分變電站中，各類自動化設備已經非常普及，甚至可以說是標準配置，調控中心可以遠程對變電站的整體運行情況進行監控和遠程操作。然而變電站運行中出現的設備發熱、漏氣、漏油等一系列故障，仍然需要變電站運維人員在現場進行監測和確認。這些繁雜而又重要的工作對運維人員的素質提出了高標準和高要求。變電站在我國能源調配方面發揮著重要的作用，能夠在一定程度上實現對部分變電站中變壓器等關鍵設備的實時監控及智能模式化的運營管理[1]。隨著科技的快速發展以及依據社會發展進程中“十二五”規劃的建設標準，變電站的自動化管理模式也在穩步前進，在發展的進程中實現無人化值守[2]。

2? 變電站機器人智能巡檢系統體系架構

變電站機器人智能巡檢系統體系主要由巡檢機器人、部署終端、監控后臺等組成。智能巡檢機器人在編制好的程序控制之下，能客觀準確地對變電站設備進行全面巡視，并且能夠實時記錄數據，分析數據，保存記錄，將變電站設備完整的運行狀態提供給運維人員。

當系統在啟動對應的終端部署模塊時，需要在同一個時間段內啟動定位操作系統。監控后臺作用是遠程對機器人進行遙控和指導工作，歷史數據分析等等。運維人員可以通過遠程監控后臺對機器人傳輸的數據進行查閱，每個遠程監控后臺可以監控多個變電站的智能巡檢機器人，可以實現多變電站集中化地高效運維管理。

3? 變電站機器人智能巡檢的系統研究

3.1 機器人智能巡檢系統基本原理

機器人智能巡檢系統采用的是非結構模式的點云，在該算法中可根據坐標來計算點云中數據，此時節點的方位角設置為，俯仰角設置為，通過可以將無序點云在一定程度上變為有序點云，此時該點的曲率為：

曲率主要用來表示點云在地圖模式上的平滑度，一般情況下，平面上的曲率相對較小，原因在于平面光滑，無折痕;但對于平面的相交線段來說，其曲率相對較大，若采用曲率來劃分點云，此時可以將其設置為兩個不同的閾值。

3.2 機器人智能巡檢系統定位算法

在機器人智能巡檢系統算法中，首先需要假定實物投影的位置輪廓信息不會發生突變，此時在邊界線上的點云在進行相應的轉換后不會發生任何實質性變化，平面上的點云在進行相應的轉換過程后，其平面將會對應平面塊。該模式下提出的算法主要就是通過在點云地圖中匹配不同的節點屬性，然后在最大程度上將全部邊緣線上的節點或平面上的節點轉換為相應的線和塊，此時目標點到兩點間的距離表示為[49]：

4? 變電站機器人智能巡檢的系統應用效益

（1）安全效益：經過變電站機器人巡檢系統在變電站的應用，可以看出巡檢機器人可以幫助運維人員發現檢測到發熱故障、表計故障、滲漏油故障等，及時進行檢修可以大大降低變電站設備損壞率，提高安全性能。另一方面，當出現臺風或者暴雨天氣時，機器人可以代替運行人員加強變電站設備的巡視，不僅保障了設備的安全，也保障了運行人員的人身安全，具有顯著的安全效益。

（2）經濟效益：變電站設備大多價格昂貴，尤其高電壓等級變壓器價格或上千萬。如果因為變電站設備故障導致停電發生，負荷損失所帶來的經濟損失更是難以預測。巡檢機器人可以在設備故障早期發現，及時發現及時處理，保障變電站安全穩定運行，為公司帶來經濟效益。

（3）社會效益：機器人是一個復雜的系統，包含了多項高端技術，如定位導航技術，紅外測溫技術，儀表識別技術等。通過研究變電站智能機器人，大大帶動了其他行業機器人技術發展，具有較大的社會效益。

結束語

在對于變電站機器人智能巡檢系統的設計過程中，安全性也是我們首要考慮的問題，它將直接關系到國家電網系統的正常運行，所以我們應該不斷地結合具體情況，以理論實踐相結合，推動機器人的智能化與人工巡檢相結合，能夠更好地促進巡檢效率的提升，實現巡檢系統的智能化發展，最后實現設備的安全、穩定運行。

【參考文獻】

[1] 陳晨， 黃錚. 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[J]. 科技風， 2018，2（18）：45-47.

[1] 劉介瑋， 周向斌. 面向變電站設備運行狀態監測的智能巡檢機器人系統設計[J]. 自動化與儀器儀表， 2019，24（6）：62-64.

作者簡介：喬方柒、 男、1997.08.14、 湖北恩施 漢口學院 電氣工程及其自動化