智能機器人巡檢系統在變電站中的應用

李明偉

摘要：當代電力產業各種新技術的誕生，在推動社會快速發展的同時，也為變電站的檢修、維護操作造成了更大的難度。智能機器人巡檢系統的應用，能利用現代化技術手段，來對變電站設備進行詳細的檢測，從而減少人力資源消耗，降低人員工作量，并能實現變電站巡檢工作的標準化。本文探討了智能機器人巡檢系統在變電站中的應用，以供參考

關鍵詞：智能機器人;巡檢系統;變電站;應用

前言：新時期，機器人技術正處于快速發展階段，已有大量的機器人品類滲透到各行各業中，且投放數量呈逐年上升趨勢。智能巡檢機器人能夠減輕人工巡檢的工作負擔，大大緩解運維人員巡視工作強度與安全風險，在提高變電站自動化與智能化水平的同時，還能克服人為因素及外界環境因素的負面影響，為變電站提供了可靠的安全保障。

1.智能機器人巡檢系統在變電站的技術應用

智能機器人巡檢系統，在變電站中較為常用的技術主要包括以下幾種：

1.1 機器人技術

智能機器人巡檢系統在變電站中的應用，是以機器人技術為核心，整合無線通訊、圖像模式識別、導航定位等多項技術，來實現對電網系統的巡檢。

1.2 圖像模式識別技術

圖像模式識別技術能引導智能機器人巡檢系統正確識別檢測圖像中設備，并定位該設備在圖像中的具體位置，實現對電氣設備的精確巡檢，具有很高的精確性和有效性。

1.3 導航定位技術

在路面預先埋設無線射頻設備，結合機器人視覺，來實現智能機器人的導航定位功能。機器人能通過搜索、識別預埋點，來完成自定位與移動導航，并能規劃最佳路徑，實現雙向行走[1]。

1.4 聲音采集技術

機器人巡檢過程中，利用拾音器可采集變電站電抗器等重點設備的聲音，再將其與異常聲音庫進行對比，來識別電氣設備的異常聲音。

1.5 實時數據庫技術

實時數據庫技術可實時監測變電站設備運行溫度，并能分析設備的溫度變化曲線，再與數據庫中的資料進行比較，來判斷設備故障情況。

1.6 數字圖像處理技術

數字圖像處理技術能分析設備溫度變化曲線，來輔助人工巡檢。同時，智能機器人巡檢系統還可與后臺監控系統連接，作為變電站生產管理系統中的一部分，能最大限度地發揮巡檢系統的作用。

1.7 三維電子地圖技術

利用三維虛擬現實技術，可建立變電站模型，改善過去二維平面地圖的局限性。三維電子地圖不僅能使巡檢定位更為精確，還能讓后臺操作人員有浸入式體驗，進一步提高操作精度。

1.8 遙控技術

智能機器人在巡檢過程中，后臺人員可利用遙控技術，通過鼠標、鍵盤來實現對機器人的遠程控制。工作人員也可通過遠程監控終端，改變機器人的行駛狀態，完成攝像機焦距調整等一系列操作。

1.9 模式識別技術

智能機器在巡檢過程中，不可能做到每一次檢測都準確無誤、沒有誤差。造成智能機器人巡檢系統出錯的原因很多，包括導航停靠精度限制、運動控制精度限制等問題[2]。此外，若機器人觀測距離較遠，則一次檢測中會同時檢測到多個設備，從而影響檢測結果的精確性。利用模式識別技術，能夠有效地分辨并定位目標設備，從而大大提高檢測數據的正確性與精度，使智能機器人巡檢系統能針對電氣設備運行情況提供可靠的數據及信息支持。

2.智能機器人巡檢系統的主要功能及應用

變電站智能巡檢機器人，主要是對電氣設備進行檢查，以便即使發現設備損傷、缺陷等異常情況，并向工作人員提供設備隱患與故障先兆數據，較人工巡檢有更高的客觀性、靈活性，同時具備很高的智能化水平與安全系數[3]。智能機器人能克服極端天氣及外界負面因素的影響，可減少變電站值班人手。工作人員在對機器人做好設定后，智能機器人即可自行執行巡檢任務。

2.1 常規檢查與特殊巡檢

智能機器人巡檢系統，能以全自主或本地、遠方遙控模式，完成對變電站的常規巡檢工作。巡檢內容有電氣設備運行溫度、設備噪聲等，檢查方式多樣，具有較高的自動化水平，巡檢過程可靠性強，較人工巡檢更為標準、規范。智能機器人巡檢系統能將巡檢內容、時間等整合于一體，實現全過程管理，并能向運維人員提供數據分析與決策支持[4]。

在暴雨、冰雹、大雪、大風等極端天氣條件下，智能機器人可自行或在工作人員的操控下完成設備巡檢，大大提高了工作人員的安全性和巡檢效率。

2.2 與監控系統聯動

智能機器人巡檢系統可與變電站監控系統及信息一體化平臺連接，實現巡檢與監控系統的聯動。當處理電氣設備故障時，機器人可規劃最佳路徑并自動前往目標位置，實時顯示該設備的圖像信息。

2.3 視頻巡視與工作指導

變電站開展現場作業時，能將智能機器人移動到指定位置，并借助巡檢系統的語音對講功能，來完成遠程視頻工作指導，并可在一定程度上履行項目負責人的職責。

2.4 遠程集控

智能機器人巡檢系統可在變電站運維主站，完成多個變電站機器人系統的協調與集中控制，是變電站無人值守模式的技術基礎。

2.5 縮短運維人員工作時間

智能機器人巡檢系統可縮短人工巡檢日常工作流程，節省工作人員的時間。沒有使用智能巡檢機器人的變電站，運營人員平均每天需要花費3-4個小時左右的時間，來完成開關、主變、高抗表、避雷器檢查和設備紅外測溫等工作。使用智能巡檢機器人后，每日人工現場巡視時間可減少2個小時左右。

3.智能機器人巡檢系統的優缺點

3.1 優點

在高溫、暴雪、雷雨等天氣情況下，人工巡檢任務繁重，難度高，工作量大，安全風險系數高。若使用智能巡檢機器人，則可大大減輕巡檢人員的勞動強度，并能在惡劣天氣下完成變電站電氣設備的日常巡視。

當下國內還有一些變電站的電氣設備檢修及日常檢測工作，依然使用人工巡檢方式，來檢查并記錄電力線路缺陷、斷路器氣體泄漏等問題。不同的檢測人員有不同的記錄方式與描述語言，且檢測記錄具有一定的主觀性，為設備故障的分類及分析都造成了一定的障礙[5]。智能機器人巡檢系統的使用，能徹底落實故障分析的標準化，從而提高變電站的整體巡檢水平。

3.2 缺點

變電站智能機器人巡檢系統的應用，尚有許多問題等待深入研究與探索。在導航方面，大部分變電站巡檢機器人采取磁軌道導航，但這種方法需要事先鋪設軌道，機器人巡檢路徑被固定，其行駛路線受到限制，導致機器人在實際巡檢工作中，無法對電氣設備進行全方位的檢測。

當下投入使用的智能巡檢機器人，生產廠家不同，巡檢效率也不同。各個生產廠家機器人的工作效果差異性很大，部分存在巡檢設置不規范、效率低下等問題。一些廠家的智能機器人巡檢系統采取單點單設備測溫，光是巡檢一個區域就需花費數個小時，若是要滿足360°全面巡視，則點位增加一倍，巡檢時間就不得不大幅度延長。

結束語：智能機器人巡檢系統在開發應用過程中，需要不斷探索新方法、新技術，來強化變電站設備巡檢工作的安全性，提高設備運行穩定性，這不僅能減輕人力勞動量，還有利于無人值守模式的推廣。因而，智能機器人巡檢系統在變電站中的應用，依然需要我們的持續開發、探索，來提高供電可靠性，為變電站提供安全保障。

參考文獻：

[1]毛延翩，楊樹鋒.智能機器人在溪洛渡電站出線場實景巡檢系統中的應用[J].電工技術，2019（22）：123-125.

[2]陳建忠，褚孝國，趙霞，蔡煥捷，吳坤松.燃煤電站輸煤廊道機器人自動巡檢系統技術開發與應用[J].熱力發電，2019，48（09）：145-150.

[3]劉貞瑤，高方玉，姜海波，蔡光柱，郭嶸，何野.輸電線路智能巡檢機器人系統的研制及應用[J].電力信息與通信技術，2019，17（08）：57-62.

[4]范文杰.智能機器人巡檢系統的改進及推廣應用[J].智能機器人，2018（05）：65-67.

[5]馬懿，李薇.智能機器人巡檢應用探析[J].金融電子化，2018（06）：61-62.