淺談變電站巡檢機器人實際應用存在的問題及對策

柯鑒 國網四川省電力公司彭州市供電分公司

隨著智能運檢的深入開展以及泛在物聯網的大力推廣，智能手段在電力系統運檢體系廣泛應用，其中就包括智能巡檢機器人。本文根據對巡檢機器人在應用過程中存在的一些問題進行總結分析，并針對性提出一些改進措施，為機器人更好的運行提供了有益參考意見。

一、220kV變電站現有機器人運行情況

按照《XX單位關于所轄220kV變電站巡檢機器人深化應用工作方案》的總體要求，各變電站就智能巡檢機器人按照“五通”規定的巡檢周期進行應用，建立完善了機器人運維工作記錄，對故障報修等情況做好了統計記錄，并將機器人現階段應用不滿足“五通”要求的問題進行了充分暴露，以便進一步做好巡檢機器人深化應用、技術改造工作。

二、總體情況

XX單位負責全面管理XX等地區的10座220kV交流變電站運維檢修工作，各變電站機器人配備情況如表1所示。

表1

三、應用發現的主要問題

在目前機器人的應用中，主要問題分為四大類，一是機器人硬件問題，二是設備全覆蓋問題，三是后臺軟件問題，四是人為造成故障。

（一）硬件問題

機器人硬件問題主要表現為出現過偏離軌道、電池損壞、死機、磁軌損壞、氣象系統故障、通信連接故障等。

1.偏離軌道

無論有軌版還是無軌版，均會出現這個問題。目前三個廠家中，郎馳偏離軌道較少，國自和魯能偏離軌道情況基本每周會發生一次。發生偏離軌道的原因比較多，無軌版多是因為周圍景物改變、運行路線上有較矮的雜物、系統問題等；有軌版則多是因為磁軌損壞、軌道上有較矮的雜物、電纜溝上RFID點錯位等。一般發生偏離軌道故障后，機器人會因為超聲停障而停在原地，手動將其推回軌道上或充電室即可。

2.電池損壞

電池損壞目前發生還不多，桃鄉（魯能）和什邡（國自）發生過因電池損壞而無法巡視。發生此類問題只能依靠廠家到站更換電池。每個機器人均有一塊備用電池存放在廠家，并且保修期內損壞是要免費維修的。

3.運行死機

運行死機故障目前是機器人發生較多的問題，可能是巡檢途中、可能是充電時，發生原因尚未得到明確的解釋。從機器人控制系統是電子元件的角度來考慮，它就像我們的手機，目前這三個廠家產品就像我們國產的中端智能手機，故發生死機也可以理解。一般死機后重啟都能恢復。

4.磁軌損壞

磁軌損壞僅發生在有軌版，目前只有個別站部分磁軌有老化損壞的現象，會導致機器人偏離軌道。這種情況并不是一定的，磁類物質，老化后會發生有時候能檢測有時候不能檢測到的情況，所以存在問題的機器人應改造，要么更換磁軌，要么更換成無軌。

5.氣象系統故障

目前只有XX站發生過這個故障，故障后會導致機器人后臺默認溫度濕度都為0，會導致設備溫升提高，造成很多誤報警；目前，氣象系統故障還得依靠廠家維修。

6.通信連接故障

這類問題類似于我們的交換機口子松了，發生概率也較大，運維人員能夠自行處理。

總體看，硬件故障頻發只能說明機器人產品自身質量有待提高。

（二）設備全覆蓋問題

設備全覆蓋是國網要求必須達到100%的硬性要求，但其實目前大多數變電站都不能滿足這個要求，原因主要有機器人性能不足、現場設備不滿足、停車位置誤差導致巡視位置偏移等。

1.機器人性能不足

目前紅外測溫基本三個廠家都能滿足普測要求，主要問題還是出在表計讀取上，因許多設備表計背后都有很多其他背景，在背景過于復雜時，機器人伺服技術會聚焦錯誤，導致表計模糊或者干脆聚焦到其他位置。目前來看，三個廠家均會出現這個問題。而且這個情況也不是一定，有時候會聚焦成功，有時候會失敗，所以這只能是目前性能不足或者說是技術還不夠成熟，有待廠家繼續升級才能解決這個問題。

2.現場設備不滿足

這類情況主要是表計朝墻、電容網門沒開孔、表計表面或很花、表計設計在機器人根本無法到達的位置等。目前各廠家均出了不少解決方案，如加裝鏡子、加裝攝像頭、現場開孔、現場設備改造等等。

3.停車位置誤差導致巡視位置偏移

這個其實也是性能問題，如果機器人能保證每次停車位置都在同一個點或者只相差2、3毫米，那么久不會出現這個問題，但隨著運行的時間變長，機器人停車的誤差也會越來越大，最后達到后臺伺服也無法識別的差距，就產生了巡視位置偏移，設備丟失，表計聚焦失敗等情況。但是這個問題可以經過廠家修正解決，所以定期的維護是必須的。

全覆蓋問題有變電站設備不適應機器人巡檢的問題，也有廠家機器人性能不足的問題，并且也是目前解決比較困難的問題，需要通過后續的改造來解決。

（三）后臺軟件問題

后臺軟件的問題體現在如下幾個方面：

1.經常死機、或者操作失靈

同家里的電腦一樣，后臺其實也是一臺普通的電腦運行一個程序，所以偶爾會死機。目前國自死機較少；郎馳主要是熱成像服務器有時會自動關閉，導致機器人出去了不測溫，走一趟又回來了；魯能就比較惱火了，后臺經常崩潰，數據庫自動彈來彈去，后臺無法操作只能重啟等等。國自和郎馳還能接受，魯能的后臺確實問題要多一些，雖然站內人員目前基本都學會了如何解決，但要實現以后無人值守，這個穩定性還不夠；同廠家進行溝通，魯能總是說下個版本就會好。

2.輸出報表與“五通”報表差距太大

這個也是因為國網以前沒有在驗收細則里加入報表標準，導致每個廠家一種報表，并且內容都不齊全。目前五通檢測里有紅外測溫標準報表格式，運維人員建議將這個報表定為標準報表讓各廠家向其靠攏，期望以后能達到到處報表就可以直接打印保存的目標。

（四）人為故障

人為故障是在站內工作的人員，包括運維人員引發的機器人故障，主要有以下幾種：

1.檢修軟圍欄困住機器人

檢修軟圍欄孔洞較大，機器人超聲可以直接穿透無法反射，導致機器人會直接撞上軟圍欄，不是被掀翻就是被捆住。目前已經在運行規定中注明，設置檢修圍欄后，應當將機器人檢修區域的定時任務取消，并且不得人工放出到該區域巡視。

2.外來人員堆放物品擋住機器人

外來施工人員經常會在機器人軌道上堆放一些物品，機器人運行到這個位置時，就會超聲告警，持續告警30分鐘就休眠或者關機了。一般移除雜物后重啟機器人就好，但如果雜物比較矮，或者是橫向懸空條狀硬物，就會造成機器人偏離軌道、撞車。所以，應對外來施工人員進行交底，要么不得在機器人運行軌道上堆放雜物（有軌版才能實現），要么就劃定施工區域，停止這個區域的機器人巡視作業，當外來施工完成后再恢復。

3.電纜溝蓋板翻起導致機器人跌落

這個是目前對機器人損害最大的問題，由于機器人超聲尋障系統為向前平射，在前方有陷坑是，機器人會義無反顧的跌落進去。治標的方案是一旦站內有電纜溝工作，就停止機器人該區域的定時任務（就怕無人站遠程許票的工作）。治本的方案是廠家開發朝下的超聲告警，采用類似高頻保護的模式，一旦信號中斷或距離超過設定值，機器人就緊急剎車。同郎馳進行了交流，已經在下一代機器人身上開發了；也向魯能和國自提過了改進意見。

四、具體建議及下一步主要措施

繼續落實《XX單位關于變電站巡檢機器人深化應用工作方案》，做好機器人安裝調試跟進、驗收管理、現場應用，通過技術改造提升機器人工作性能，達到“五通”要求。

（一）提高巡檢覆蓋水平

通過技術手段，實現機器人“巡檢覆蓋率”“表計識別率”雙百目標。一是增加機器人專用道路修建，提高巡檢設備的覆蓋率；二是采用加裝鏡子、加裝攝像頭、現場開孔、現場設備改造等方式，提升讀取表計的覆蓋率、識別率。

（二）完善巡檢任務定制

1.按照“五通”要求，落實每三天完成全站設備例行巡視功能，同時預留每天不少于6個小時（含充電時間）的特殊巡視時間。

2.完善特殊巡視任務定制，實現不同條件下對部分設備的特殊巡視，實現可以結合倒閘操作安排機器人現場查看設備位置狀態的功能。

（三）規范機器人報表輸出

1.輸出報表符合“五通”的要求。避雷器抄錄記錄、SF6壓力記錄、紅外測溫記錄、設備油位等記錄，同“五通”、PMS要求的表格一致；紅外精確測溫，形成帶電檢測報告、精確測溫圖譜；特殊巡視，按照“五通”要求輸出巡視記錄。存在數據異常的，具備人工采集修正功能；機器人不能采集的數據（負荷電流、確認人員等）信息，可以通過人工錄入、或數據導入方式實現。

2.數據報表具備自動分析的要求。避雷器抄錄、SF6壓力、設備油位、紅外測溫數據能夠進行同歷史數據的對比，可以生成對比曲線、并根據缺陷規則自動判別報警，生成曲線能夠導出。

3.具備數據報表導入PMS系統的功能。

（四）提升機器人維護水平

1.組建機器人專家隊伍，一是加強培訓，逐步掌握機器人核心技術；二是熟悉各站機器人，做好安裝調試跟進、驗收管理；三是加強對各站機器人應用的監督檢查，完善機器人運行管理要求；四是形成分部范圍內的機器人維修力量。

2.做好例行巡視、全面巡視對機器人的檢查，進行機器人的月度例行維護、季度應用總結分析等常規工作。

3.針對前期不同類型故障，制定機器人運維維護要求，提高故障處置及時性、針對性，提升機器人應用時效性。

五、結束語

本文對不同廠家的智能巡檢機器人進行了對比分析，指出了巡檢機器人在各種不同運行環境中存在的問題，并將各類問題進行了研究分析提出了針對性改進措施。