智能巡檢機器人在變電運維工作中的應用研究

李惠章 狄崇

摘要：科學技術快速發(fā)展下，在變電運維工作中已經(jīng)積極推廣智能巡檢機器人的應用。通過智能巡檢機器人的智能作用，能夠代替技術人員進行日常的巡檢工作，能夠讓技術人員通過機器人提供的巡檢結果確定故障發(fā)生的部位及類型，并及時進行維修，從而節(jié)省出大量檢測故障的時間，經(jīng)過及時維修能夠繼續(xù)正常運轉，從而促進電力行業(yè)能夠快速的發(fā)展。

關鍵詞：智能巡檢機器人;變電運維;故障報警;故障維修

電力資源是我國目前資源需求中的重要元素，各行各業(yè)的發(fā)展、社會發(fā)展都離不開電力系統(tǒng)的支持，需要電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量與效率大幅度提升。由于變電站在檢測電力系統(tǒng)是否存在故障時，需要進行普測蓄電池、檢測紅外、記錄避雷器動作次數(shù)與泄漏電流次數(shù)、記錄SF6氣壓值等較多的工作，具有錄入數(shù)據(jù)量大、工作人員勞動強度高的特點，如果繼續(xù)應用傳統(tǒng)人工巡檢措施已無法滿足當下電力供應的需求。因此，在巡檢作業(yè)中引入了智能巡檢機器的應用。通過實踐，能夠有效解決人工巡檢中存在的不足，為電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提供重要的技術支持。

1 智能巡檢機器人技術分析

1.1 使用目的

在室外變電站應用智能巡檢機器人，能夠通過機器人自帶的熱像儀、拾音器等設備，采用自控或遙控等方式，以規(guī)定程序為根據(jù)進行巡檢變電站工作，完成檢測紅外、設備熱缺陷甄別等工作內(nèi)容，從而實現(xiàn)輔助人工完成變電站巡檢工作的目的。

1.2 任務設定

變電站內(nèi)的調(diào)度監(jiān)控工作人員可利用調(diào)控中心傳輸指令的作用向智能巡檢機器人發(fā)布巡檢任務，同時變電站內(nèi)的運維工作人員也可以在無人站主控室完成發(fā)布任務的工作，而工作內(nèi)容可以采取提前設定、臨時發(fā)布兩種類型。智能巡檢機器人接受任務以后，根據(jù)任務要求自動完成巡檢工作，再利用激光傳感器的作用抵達到預定的位置。機器人應用自身的高分辨率相機識別溫度、壓力表等內(nèi)容的圖像，及時、準確地采集出裝置實際的數(shù)據(jù)信息，最后將數(shù)據(jù)信息利用無線網(wǎng)方式向大數(shù)據(jù)分析軟件所對應的平臺內(nèi)進行傳輸，同時完成數(shù)據(jù)分析，形成詳細的報告，能夠及時發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)存在的安全隱患并及時解除，實現(xiàn)變電站穩(wěn)定運行的要求。

1.3 關鍵技術

目前，智能巡檢機器人所應用的技術類型較多，包括無軌化、大數(shù)據(jù)、圖像識別、安全技術、多傳感器融合控制等技術。無軌化技術是實現(xiàn)智能巡檢機器人能夠精準到達指定位置的重要技術，利用激光定位將激光數(shù)據(jù)信息與地圖有效匹配，從而確定出任務中指定的位置。此技術中融入了地圖等比構建、激光數(shù)據(jù)實時匹配定位兩種技術;地形適應技術是保證智能巡檢機器人能夠適應不同類型的室內(nèi)外環(huán)節(jié)，基本原理利用的是地形匹配，利用激光雷達滿足導航要求，通過與地形進行匹配后，能夠將地形環(huán)境特點輸入至機器人內(nèi)部，再通過轉換從而適應不同類型的室內(nèi)外環(huán)境;圖像識別技術是實現(xiàn)精準定位、鎖定具體位置的重要技術，通過對需要巡檢的位置進行圖像識別，從而采集出設備標記圖像，完成識別工作。另外，機器人還具備定位自診斷技術、三層避碰技術，能夠保證機器人工作的安全性能。

2 智能巡檢機器人的功能

2.1 報警功能

智能巡檢機器人能夠及時發(fā)現(xiàn)故障及時報警，對變電站設備的維護工作具有較大的作用。當機器人在巡檢時發(fā)現(xiàn)人或者是動物侵入電力系統(tǒng)時，機器人通過自身的報警功能利用通信站向監(jiān)控中心發(fā)出報警。即使此時的變電站內(nèi)未存在工作人員，也可以實現(xiàn)在監(jiān)視中心發(fā)現(xiàn)設備異常問題。即使機器人自身發(fā)生故障或者是因為斷電而無法工作時，機器人也會及時發(fā)出報警，并且還會在關機前進行檢巡信息的儲存工作，能夠避免故障影響變電站正常工作。所以，利用機器人的報警功能，能夠快速發(fā)現(xiàn)故障及時解決，實現(xiàn)損失降到最小的目的。比如，某變電站內(nèi)的設備因為發(fā)生故障而引發(fā)高溫，機器人利用傳感技術及時發(fā)現(xiàn)溫度異常，及時發(fā)揮自身的報警功能通知負責人員，從而及時處理故障問題，有效縮減變電站因故障問題而產(chǎn)生的損失。

2.2 控制功能

智能巡檢機器人的控制功能含有兩種方式，一是手動模式，二是自動模式。手動模式需要操作人員應用計算機控制機器人移動，通過人工操作方式操作機器人完成巡檢工作;自動模式是機器人在巡檢工作前，技術人員先為機器人設定好巡檢路線，機器人根據(jù)設定好的路線巡視檢查路線上所有的電力設備，從而判定出設備的運行狀態(tài)。

2.3 導航系統(tǒng)

工作人員可利用傳感器的作用掌握機器人在變電站中的具體位置，并有效識別出道路和障礙物，通過導航系統(tǒng)指揮機器人在合適的路徑上進行移動。

3 變電站運維中智能機器人的應用

目前，智能巡檢機器人主要應用的巡檢技術包括紅外測溫技術、設備熱缺陷甄別技術、機器視覺技術三種，具體內(nèi)容如下：

3.1 機器視覺技術

視覺系統(tǒng)中應用的視覺技術可有效處理圖像，并去除圖像中存在的雜質(zhì)成分，實現(xiàn)徹底清除因為自然環(huán)境因素而形成的影響圖像清晰度的雜質(zhì)，避免雜質(zhì)成分影響環(huán)境識別，比如圖像中的雪花、雨水等，從而有效保證圖片清晰度。完成雜質(zhì)清除作業(yè)后，通過高精度匹配圖像并提取圖像特征后，將提取的特征存儲后，實現(xiàn)自主識別變電站裝置的目的，正確識別出變電站裝置的具體工作狀態(tài)，比如識別出設備的油位計表、刀閘狀態(tài)等;

3.2 設備熱缺陷甄別技術

設備缺陷甄別技術的工作原理是利用熱紅外成像設備的功能，利用熱紅外技術成像變電設備，比如探測開關觸點溫度、母線接頭溫度后，分析對熱成像圖形，從而了解裝置的實際狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)設備發(fā)生故障問題，設備產(chǎn)生異常發(fā)熱的現(xiàn)象，及時反應在機器人的熱成像圖像中，再通過提取這些圖像的特征，從而發(fā)現(xiàn)問題。

3.3 紅外測溫技術

紅外測溫技術是指在識別紅外圖像時，通過利用紅外測溫技術能夠分析出變電站內(nèi)的裝置實際的溫度、工作環(huán)境的溫度，還要對每個裝置與工作環(huán)境的實際溫度差異進行綜合分析，再將檢測后的數(shù)據(jù)結果與歷史數(shù)據(jù)信息進行分析與對比，從而確定出裝置是否存在的溫度升高的問題。如果溫度升高及時通過報警功能向工作人員報警，實現(xiàn)及時解除裝置故障的目的。

3.4 智能巡檢機器人變電站運維中的應用價值

應用智能巡檢機器人能夠實現(xiàn)無人巡檢變電站內(nèi)的設備與線路的工作，并且通過自身具有的自主功能、遙控功能等及時發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)存在的問題，并利用自身報警功能向工作人員及時發(fā)出警告，工作人員及時根據(jù)機器人的分析結果針對具體部位進行維修，從而有效解決故障問題。另外，智能巡檢機器人還能檢測出裝置是否存在噪音問題、溫度是否升高、具體的工作狀態(tài)等，具有較高的真實性與可靠性，還體現(xiàn)出了高智能化。變電站應用智能巡檢機器人進行日常巡檢設備工作后，能夠將設備故障、線路問題、日常工作報表等形成管理日志，能夠讓運維管理工作人員根據(jù)管理日志進行真實、有效的數(shù)據(jù)分析，從而確定出最終的維修方案，促進變電站電力系統(tǒng)正常運轉。

結束語：

綜上所述，在科學技術進步與快速發(fā)展下，變電站實現(xiàn)科學管理是當下及未來的發(fā)展趨勢。由于智能巡檢機器人具有報警功能、控制功能、導航系統(tǒng)功能，能夠根據(jù)工作人員的指令完成巡檢工作，并在巡檢中及時發(fā)現(xiàn)問題及時報警，從而讓工作人員能夠根據(jù)機器人提供的數(shù)據(jù)確定具體的故障位置進行有效的維修，保證電力系統(tǒng)能夠正常運轉，為各行各業(yè)及居民輸送高質(zhì)量的電力支持，推動電力系統(tǒng)穩(wěn)定、快速的發(fā)展。因此，在變電站運維工作中應普及智能巡檢機器人的運用，替代人工完成日常巡檢工作，提升巡檢效率及電力系統(tǒng)維護質(zhì)量，滿足當下對電力能源的需求。

參考文獻：

[1]蔡煥青，邵瑰瑋，胡霽，等.變電站巡檢機器人應用現(xiàn)狀和主要性能指標分析[J].電測與儀表，2017，（14）：117-123.

[2]楊俊，黃禮華，張立平.變電站巡檢機器人關鍵技術及其適用性研究[J].湖北電力，2017，（1）：20-24.