變電站智能機器人的應用

黃偉雄

摘 要：變電站在電力的供給上有著重要的作用。本文對目前智能機器人應用于變電站的現實情況進行分析，針對現存的數據讀取問題、行進及續航問題、任務管理、數據處理問題以及使用方法單一的問題提出了幾點智能機器人在變電站日常運維中的應用方法。

關鍵詞：變電站；智能機器人；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.185

0 前言

變電站作為電力系統組成的一部分，在電網中扮演著重要角色，變電站溝通著電力的供應與傳輸。如何有效的提升變電站的工作效率與工作質量是電力系統面臨的主要問題，智能機器人的應用能有效解決目前變電站存在的問題，還能不斷提升工作質量。

1 智能機器人應用于變電站的現狀

1.1 數據讀取問題

應用于變電站的機器人普遍都裝著變焦的高清攝像頭，對于某些因高度過高而無法監測的表計，機器人也能通過攝像頭變焦來實現數據的讀取。按功能的設計來說，機器人在讀取數據方面發揮的作用遠遠大于人工巡視，傳統的人工巡視只能采取望遠鏡這類的輔助工具進行觀測數據，而機器人的使用，大大降低了數據的誤差。但是由于光照條件、雨霧天氣及機器人攝像頭的清晰度等原因，在很多情況下機器人也不能很好的發揮優勢。

1.2 行進及續航問題

一般來說，應用于變電站的機器人在工作時，相關運維人員都會為其設定的路線清理或移除障礙物，但偶爾也會出現一些特殊情況：比如有施工作業圍閉情況、站內植物的生長，隨著植物的生長，其枝干慢慢延伸至機器人導航及行進的路線上，使機器人無法前進，便會始終保持開機狀態，等待前進信號，直至耗盡電量自動關機，運維人員發現后還要手動將機器人運往充電地點，不僅費時費力，還沒辦法按時完成預定的計劃工作。對于機器人的續航問題，目前變電站使用的機器人一般續航能力大約在7小時左右，對于220kV及以上電壓等級的變電站而言，機器人完成一次完整的全站巡視任務至少需要10小時以上，而一個500kV變電站的機器人巡視時間至少在16小時以上，機器人的續航能力還無法滿足或完全代替目前變電站的人工巡視周期。

1.3 數據處理問題

就目前情況而言，機器人在變電站的使用僅僅取代了部分的人工作業，機器人只通過攝像機、紅外測溫儀等工具進行數據的收集并加以簡單的分析，且目前數據識別、分析的正確率還存在一定的誤差，而目前對于變電站智能化的要求遠不止如此。

1.4 使用方法單一

運維人員在對某些故障問題進行處理時，通常會采用人力監測，不能很好的利用機器人的功能，只把機器人作為日常監測、收集數據的單一性工具。

2 智能機器人應用于變電站日常運維

2.1 加強功能，定期清潔

智能機器人在變電站的主要工作是巡檢，即巡視及檢查。巡檢工作的重點在于要勤、要細、要全面。所以要求變電站的智能機器人要具有可視化功能，不僅能在夜晚進行巡檢工作，還能對檢查的數據進行整理歸納，完全滿足工作要求[1]。智能機器人的可視化功能主要分兩部分：在可見光下巡視和夜晚的紅外測溫。除了對機器人的可視化功能進行加強以外，要組織運維人員定期對機器人的攝像頭及站內表計表面進行清潔維護，保證數據讀取清晰可靠。

2.2 躲避障礙，自主充電

智能機器人一般采用激光視覺傳感器或超聲檢測系統進行導航及路線選擇，保證機器人在工作環境下不因撞擊障礙物受損。激光視覺傳感器是指機器人能通過激光來導航、定位及躲避障礙；超聲檢測系統是指機器人能通過發射超聲波鎖定障礙物，如果行進中遇到難以躲避的障礙物，機器人會向后臺控制中心發出信號，控制人員來清理障礙物。這樣的系統不僅能夠使機器人在投入工作時有效避開各種障礙，還不需要建設特殊的機器人通道。另外，對于機器人避障功能可以進行優化改進，將目前機器人遇到障礙停留在原地的現象改為遇障后重新規劃巡視路線，默認目前巡視路線有工作圍欄自行選擇其他路線繼續執行巡視任務；對于機器人的電力續航問題，可以安裝自主充電裝置，在電量低于設定值時，機器人可以自主充電。

2.3 生成圖譜，提高效率

在變電站的日常運維中，智能機器人除了具有巡檢的功能性之外，還具有周期性，這種周期性是人為設定的，通過對智能機器人設置定時任務，對監測到的數據進行周期性采集。例如，某一變電站將任務分為四個區域，任務周期設置為一天，每個區域的智能機器人在白天進行可見光巡視，通過對油位計、溫度表、電流表及計數器等進行拍攝捕捉，形成可見光圖譜；其在夜晚進行紅外測溫任務，如在不同設備的不同位置設置檢查點，全方位進行紅外監測，也要形成相應的紅外圖譜[2]。對于傳統的人工巡視，智能機器人的應用無疑帶來了很多便利，不僅能把運維人員的雙手從采集及整理數據中解放出來，還能增加數據的可靠性，提高了運維工作的效率，也提升了工作的質量。

2.4 靈活運用，缺陷跟蹤

針對變電站出現的問題應將智能機器人靈活運用，充分發揮其在實際工作中的作用。目前變電站機器人的圖像識別功能只能通過后臺系統界面查看，如果現場需要使用機器人對某設備進行巡視檢查，就無法在現場進行查看數據及分析報告，可以在機器人本體安裝觸摸型顯示屏，就像手機屏幕一樣實現現場的數據查閱；另外對于機器人巡視發現的異常或數據識別誤差引起的異常報告信息，目前只能通過后臺系統查閱，還無法實現移動互聯的數據在線告警或提示，可以增加機器人實施巡視數據異常告警傳送到指定的手機或移動端平臺進行監控；對某些故障問題進行處理時，可以在壓力表旁派遣機器人，對缺陷進行跟蹤，查看壓力的實時情況及設備的壓力變化等，使維修人員能清晰準確的看到該設備壓力的實時變化數據，針對變化掌控維修進度，既增強了數據的可觀性，也減少了人力物力的浪費，提升問題處理速度，為設備的維修匯報總結工作提供數據，充分利用機器人解放人力，提高工作效率。

3 結論

綜上所述，智能機器人在變電站的日常運維中應加強功能，掌握躲避障礙、生成圖譜以及自主充電的功能，同時應對機器人定期清潔、靈活運用，不段提高變電站的工作效率。

參考文獻：

[1]文宗林.智能巡檢機器人應用現狀及問題[J].低碳世界，2018

（11）：43-44.

[2]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（18）：3.