發電廠輪式巡檢機器人性能檢測內容的探討

莊甲東，鄭加能，侯 杰，繆威桑，韓志超

（廣東紅海灣發電有限公司，廣東汕尾 516600）

1 發電廠輪式機器人的簡要概述

1.1 輪式機器人的優點概述

在當前社會發展中，人工智能是推動產業變革的核心驅動力，發電廠GIS 室的主要功能是替代傳統的發電廠GIS 室開關設備，進一步將電能輸送到輸電線路上，是整個輸配電系統的重要環節，巡檢質量是確保設備安全運行的關鍵。在整個GIS 室的工作環境中，高危高壓，設備繁多，巡檢工作量大，傳統巡檢作業中仍然用人工巡視、手工抄錄等方式，因而就會存在巡檢數據不準確、不全面，以及危及人身安全的諸多隱患。此時，可以選用輪式智能巡檢機器人，能夠實現全天候規范可靠的智能化巡檢，為用戶提供高效智能的巡檢解決方案。在該輪式機器人中，包含了1080P 自動補光攝像頭、熱成像攝像頭、專業級激光雷達、超聲雷達、無線充電接收裝置、免維驅動輪、從而可以原地轉彎、大角度爬坡、跨越障礙，防掉落，可自行準確地對巡檢環境構建初始化電子地圖，對巡檢路線進行標記及規劃。可根據人工巡檢工作表進行巡檢點部署，設定待識別表計的信息統計和算法訓練，從而在收到自動巡檢任務后，機器人完成開機自檢，依據規劃路徑和巡檢點位置信息，完成信息采集，實時上傳數據替代人工，精準完成智能巡檢[1]，如圖1所示。

圖1 巡檢機器人

1.2 輪式機器人在GIS室內工作過程的內容

輪式機器人利用智能自主開發的多傳感器組合導航技術，實現在復雜性、多樣性環境下正常工作，精準完成巡檢地圖構建，自定位，自主導航，其中定位精度在10 mm 以內。

在巡檢過程中，機器人能夠對設備的關鍵位置進行溫度采集，對各類表計、開關狀態、油位狀態進行自動拍攝和自動識別。機器人還可以對現場運維人員進行身份識別，發現運維人員穿戴以及作業的不規范行為，機器人能夠自動記錄、監控錄像，進一步實現了智能隨工。

在巡檢過程中，機器人還可自主收集目標設備的音頻信息，進行智能分析和比對，判斷設備工作狀態。當發現設備狀態異常時，機器人與后臺系統進行實時聯動，形成警告。通知運維人員快速到達現場進行故障搶修。當運維人員遇到復雜問題時，可通過機器人與后臺支持人員進行遠程視頻和語音對講，實現遠程作業指導與監督。

機器人本體自帶檢測功能，當電池電量低于設定值時，系統自動記錄，備份當前的巡檢任務并自主規劃最優路線，最終返回充電房進行充電[2]。充電完成后繼續執行未完成的巡檢任務。同時，監測系統還包括微型氣象采集裝置，可全天候對GIS 室內的氣壓和溫濕度進行采集、存儲、統計和分析。

后臺系統可根據用戶巡檢場景的具體環境情況，設計軟件界面和定制開發功能，巡檢記錄。可生成定制化表格，方便用戶進行數據查詢以及歷史溯源。后臺系統具備定制巡檢任務，自動下發巡檢任務，遠程實時遙控巡檢等功能，滿足用戶的個性化使用習慣和功能定制化需求。

2 發電廠GIS室輪式巡檢機器人在不同環境下的適應能力

2.1 低溫下巡檢機器人工作狀態

在大多數情況下，應用在發電廠GIS 室的輪式巡檢機器人需要應對低溫環境。此時就需要對輪式巡檢機器人進行低溫環境適應性的檢測和試驗，進一步標定出可以適應的最低環境溫度。環境適應性試驗過程中，一定要嚴格按照相應的檢測標準和要求執行，保證檢測溫度持續穩定，當待檢測環境中的最高溫度超過了輪式巡檢機器人周邊溫度5 ℃以上時，才可以認定檢測樣品符合散熱樣品的標準。因此，根據散熱樣品的相關概念，結合輪式巡檢機器人在發電廠GIS 室內工作中的工作環境，自身所提供動力的電機外表中的溫度是否能夠符合散熱樣品中的各項溫度標準。因此，這可以通過對散熱樣品檢測結果認定為輪式巡檢機器人的檢測結果[3]。

通過對大量樣品檢測數據中可以發現，只有在發電廠GIS 室輪式巡檢機器人適應了低溫環境，并且GIS 室內的溫度不處于浮動狀態，而處于穩定值時，該輪式巡檢機器人才會開啟機關，展開相應的工作。根據以上內容的分析，在對低溫環境下輪式巡檢機器人工作狀態的檢測時，最關鍵的是要將GIS 室輪式巡檢機器人放置在低溫環境中，并使用遠程操作的方式開啟巡檢機器人的開關，進而使得該機器人開始工作，從而進一步觀察該機器人在低溫環境下的運行情況和具體運行狀態。在檢測過程中，如果沒有按照相應的步驟來進行低溫環境下對輪式巡檢機器人的檢測，就會導致巡檢機器人內部箱體中出現水分，進一步降低了機器人內部結構中的溫度，甚至會因而水分而導致零件出現侵蝕，而使得機器人無法正常運行。因此，在對輪式巡檢機器人在低溫環境下運行狀態的檢測中，一定要等到GIS 室內的溫度處于溫度狀態時，才可以開啟輪式巡檢機器人的開關，并進行檢查，在保證機器人各項性能指標穩定時，才可以進行巡檢工作。而當輪式巡檢機器人箱體內部溫度達到檢測的低溫時，此時就可以觀察輪式的工作狀態。此時輪式巡檢機器人能夠像往常一樣進行巡檢工作，說明GIS 室內輪式巡檢機器人能夠適應低溫環境，并準確完成相應的巡檢工作。

2.2 危險環境下巡檢機器人工作狀態

輪式巡檢機器人在發電廠GIS 室的日常工作環境中，由于GIS 裝置中存在一定的SF6氣體，該氣體無色無味。如果泄漏后可嚴重威脅人員的安全和健康，甚至造成安全事故。因此，需要輪式巡檢機器人對GIS 室內中的SF6氣體進行檢測，及時保證室內環境的安全。其中，在巡檢過程中，輪式巡檢機器人將運行至GIS 室的不同區域，對GIS 室的全范圍進行嚴格的檢測與分析，通過使用SF6氣體傳感器來實時監控工作環境中存在的SF6氣體的濃度，并根據客戶電廠安全標準規范設定SF6氣體濃度得報警值，當檢測到氣體濃度超過設定值后，將有后臺界面提示和聲音報警。

2.3 濕熱環境下巡檢機器人工作狀態

在對發電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行耐濕熱試驗過程中發現，當前的試驗檢測技術標準中存在一些問題，嚴重影響著發電廠GIS 室輪式巡檢機器人在濕熱環境下數據檢測的準確度。其中，在當前技術標準檢測中，需要發電廠GIS 室輪式巡檢機器人在穩定濕熱環境下工作2 h，然而在實際檢測過程中，濕熱環境處于浮動變化之間，而不是處于穩定的數值范圍內，而且發電廠GIS 室輪式巡檢機器人仍然需要工作2 h。但是在對大量濕熱環境數據分析過程中，發電廠GIS室輪式巡檢機器人處于何種狀態時，都無法維持2 h的工作，因此進一步說明對巡檢機器人在濕熱環境下維持2 h 工作是不符合相應要求的。更關鍵的是，穩定的濕熱環境和變化濕熱環境之間有非常大的差別。其中，在兩個濕熱環境中，檢測條件不同。在穩定濕熱環境下，GIS 室內的溫度和濕度數值是穩定不變的，一般呈現出較高溫度和較高濕度，而在此種環境狀態下工作，不會導致輪式巡檢機器人內部箱體中出現水分。但是當處于變化的濕熱環境中，溫度和濕度是隨時變化的，進一步導致輪式巡檢機器人箱體中出現凝露情況。

2.3.1 在恒定濕熱環境下對輪式巡檢機器人工作狀態的試驗

在對發電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行恒定濕熱環境下試驗過程中，一定要嚴格按照試驗標準和規范進行試驗。在實驗時，一定要開啟發電廠GIS 室輪式巡檢機器人的開關，并且在開啟后，立即進行檢查。只有當輪式巡檢機器人的各項性能穩定并沒有任何異常情況下，才能開啟休眠模式，放入恒定濕熱環境中進行實驗。但是在進行濕熱環境試驗過程中，檢測時間較長，遠遠超過了輪式巡檢機器人的工作實景，因此就需要時刻保證機器人處于開啟狀態，避免出現機器人關機的情況，影響測量結果。在測試時，需要對環境進行適當調整，將溫度控制在（40±2）℃范圍內，嚴格控制試驗時間，而濕度的范圍是（93±3）%RH。當溫度處于穩定值時，進行恒定濕熱環境的檢測工作，而試驗時間為12 h。在結束濕熱環境實驗工作之前的1.5 h 內，需要相應工作人員通過遠程控制方法來調整發電廠GIS 室輪式巡檢機器人的實際工作狀態，使得該機器人能夠完成相應的巡檢工作。

2.3.2 在交變濕熱環境下對輪式巡檢機器人工作狀態的試驗

在交變濕熱狀態下，對巡檢機器人工作狀態的試驗中，需要按照12 h+12 h 循環試驗方法來進行。其中，在將該輪式巡檢機器人放置到工作環境之前，工作內容與之前在恒定濕熱環境下的檢測工作相同。最終的檢測標準也相同。而交變濕熱環境和恒定濕熱環境檢測過程中，最大的差別是，如果當溫度處于25 ℃±3 K 時，此時需要提高濕度，從而達到高濕度的要求。但是當溫度大于55 ℃±2 K 后，需要降低濕度，達到低濕度的要求，進而完成12 h+12 h 循環交變濕熱試驗過程。

3 對發電廠GIS室輪式巡檢機器人運動狀態檢測內容的概述

3.1 對發電廠GIS室輪式巡檢機器人定位系統檢測

在對發電廠GIS 室輪式巡檢機器人的運動功能檢測過程中，最主要的檢測標準是機器人的定位準確度。如果機器人定位準確度較差時，無法完成相應的巡檢工作，巡檢質量較差。在發電廠GIS 室內中，需要輪式巡檢機器人對整個室內中的所有設備進行全方位、全領域的檢測，因而實際的巡檢路線存在彎曲和坡度，而在試驗檢測中，基本上都是直線軌道。因此，在后期檢測中，需要適當增加彎道和坡底，從而保證該輪式巡檢機器人能夠準確定位，保證檢測結果的準確度。

3.2 對發電廠GIS室輪式巡檢機器人防碰撞功能試驗

在對發電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行防碰撞功能試驗過程中，相應的檢測技術標準僅規定了一些阻礙物的性質，但是與實際檢測過程中遇到的阻礙物不同，進而使得檢測結果不具有準確性。因此，在后期對輪式巡檢機器人檢測時，需要架設一些在實際檢測過程中存在的阻礙物，進而使得機器人能夠準確識別出阻礙物，準確地完成巡檢工作。

4 結束語

在對當前發電廠GIS 室輪式巡檢機器人的檢測過程中，需要加大檢測力度，準確地分析總結出輪式巡檢機器人的檢測技術內容，并根據試驗的結果提出相應的改進建議，最終為后期輪式巡檢機器人的檢測技術標準規范奠定堅實的理論基礎，最終提高對發電廠GIS 室輪式巡檢機器人的檢測標準水平。