無人值守配電站智能巡檢機器人運維分析

文 蔡成斌 陳濤 趙潤峰

以“無人值守變電站”為基礎(chǔ)衍生形成的無人值守配電站，是變電站引入智能巡檢技術(shù)并發(fā)現(xiàn)其應(yīng)有作用價值后，轉(zhuǎn)而向配電站中應(yīng)用此項技術(shù)。應(yīng)用實踐中，工作人員需對“無人值守配電站”概念做到準確把握，深入了解智能機器人應(yīng)用實踐中可能遭受的影響，依據(jù)相關(guān)的運維管理機制做好維護管理工作，保障機器人運行狀態(tài)良好，突出巡檢數(shù)據(jù)的實時性、可靠性與精準性，從而賦予配電站運行管理更高的現(xiàn)代化水平。

一、智能巡檢機器人功能

配電站中引入智能巡檢機器人后能夠達成無人值守的目標，綜合機器人的功能而言，主要包含：①視頻分析。在可見光視頻技術(shù)的運用下，智能巡檢機器人能夠識別配電站各類設(shè)施運行狀態(tài)，由機器人獨立負責(zé)整個過程各項工作，無需人為操作，因此能夠?qū)崿F(xiàn)無人值守配電站的目標。②定位導(dǎo)航。智能巡檢機器人引入激光視覺傳感器的導(dǎo)航方式，定位導(dǎo)航是由激光實現(xiàn)的，故而能夠獲取精度更高的定位結(jié)果，在巡檢工作開展中可完美規(guī)避各類障礙，且無需進行軌道的鋪設(shè)。③紅外檢測。智能巡檢機器人能夠紅外掃描檢測視野范圍內(nèi)可見設(shè)備溫度并完成溫度數(shù)據(jù)的采集，從而診斷發(fā)熱設(shè)備，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理巡檢區(qū)域范圍內(nèi)有運行隱患的設(shè)備，避免設(shè)備由于過熱出現(xiàn)其他故障。④控制功能。智能巡檢機器人具備手動與自動兩種控制方式，前者表示操作人員在計算機和云端的運用下控制機器人移動并完成巡檢任務(wù)，后者表示技術(shù)人員提前完成路線設(shè)定后，機器人參照指令巡視檢查路線上各個電力設(shè)備、判斷有無異常情況。⑤診斷噪聲。配備超高靈敏度拾音器且引入現(xiàn)代化語音識別技術(shù)的智能巡檢機器人，能夠定向采集電力設(shè)備音頻信息，大幅降低周圍環(huán)境干擾，從而更精準地識別語音信息。⑥自主充電。智能巡檢機器人在工作中，一旦有電力不充足的情況出現(xiàn)，能以內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)定為根據(jù)展開自我識別與檢測。當該時間段巡檢工作完成后，能夠自主前往充電設(shè)備處進行電量的補充。

二、無人值守配電站智能巡檢機器人改進建議

（一）表記數(shù)據(jù)讀取改進

配置了高清攝像頭的智能巡檢機器人，可采取拍照的方式反饋數(shù)據(jù)信息，從而準確地讀取各類表記數(shù)據(jù)。然而，在無人值守配電站工作實踐中，由于配電站內(nèi)高壓電表通常都是安置在相對較高的位置上，且諸多儀表在室外環(huán)境中的暴露時間較長，難免會積灰，導(dǎo)致表記數(shù)據(jù)不清晰、過于模糊，即便機器人完成照片的拍攝，工作人員也很難精準讀取數(shù)據(jù)。此時，工作人員應(yīng)當定期做好配電站各類設(shè)備的清潔工作，或是安裝毛刷至智能巡檢機器人攝像頭周邊適宜的位置處，方便其能夠通過毛刷自行清理攝像頭表面的灰塵，或拍照表記數(shù)據(jù)時自動清潔處理儀表設(shè)備表面積灰。

（二）障礙躲避改進

自帶超聲波傳感器的智能巡檢機器人，能夠有效檢測出現(xiàn)在行進路線上的各類障礙物并做好躲避。然而，配電站內(nèi)部由于有大量水泥路面存在，或是其他因素的存在，難免會對智能巡檢機器人巡檢工作構(gòu)成一定的影響，例如以障礙物判斷草坪并躲避，導(dǎo)致無法掃描檢查位于草坪上的巡檢點設(shè)備。同時，智能巡檢機器人難免會有巡檢點定位準確度不足的情況出現(xiàn)，導(dǎo)致機器人巡檢的實際路線不同于設(shè)定的行進路線，難以獲取精準的設(shè)備檢測數(shù)據(jù)信息。而通過超聲檢測系統(tǒng)的安裝即可保證機器人能對此類阻礙完美躲避。安裝該系統(tǒng)后，行進中的機器人通過發(fā)射超聲波并接收回傳的信號判斷路線上有無障礙物，若有則會向后臺控制中心傳達尋求指令，移除障礙物后繼續(xù)行進。同時，技術(shù)人員在機器人程序設(shè)計中，需要著重強化障礙物識別程序，提高其對障礙物辨別的準確性并做到自行規(guī)避，避免上述情況產(chǎn)生的可能性。

（三）遠程作業(yè)指導(dǎo)及安防聯(lián)動

智能巡檢機器人憑借遠程控制及視頻遠傳等功能，能夠使配電站內(nèi)圖像實現(xiàn)遠程可視化。配電站內(nèi)現(xiàn)場作業(yè)開展中，機器人能向作業(yè)位置靈活移動，在系統(tǒng)雙向語音對講功能的運用下，技能專家則可遠程視頻監(jiān)護及指導(dǎo)站內(nèi)作業(yè)。同時，運維人員可手動在監(jiān)控后臺下達安防巡視指令，定期檢查站內(nèi)安防輔助設(shè)施。一旦配電站出現(xiàn)異物入侵的情況，安防系統(tǒng)告警信號傳遞至本地后臺監(jiān)控系統(tǒng)后，能夠?qū)娴燃壷悄芊治雠袆e并將相應(yīng)的安防巡視任務(wù)啟動。此時，運維人員可通過機器人視角第一時間了解現(xiàn)場狀況，迅速擬定應(yīng)對方案，為電網(wǎng)、設(shè)備及人身安全提供最大限度保障。

（四）控制誤差，優(yōu)化標簽點設(shè)置

射頻標簽中信息一旦有混亂的情況產(chǎn)生，巡檢機器人可能會偏離設(shè)定的運行軌道，如此一來處于行進中的機器人可能出現(xiàn)摔倒的情況，最終無法完成巡檢任務(wù)。基于此，可引入導(dǎo)航定位融合技術(shù)，規(guī)避行走中的機器人產(chǎn)生偏差的情況。通過加裝高精度的定位模塊至機器人上，當巡檢中的機器人線路產(chǎn)生變化后，能夠及時更新導(dǎo)航數(shù)據(jù)，即可避免與運行軌道偏離的情況。同時，帶有紅外檢測功能的巡檢機器人，能夠測量配電站內(nèi)各項電氣設(shè)備的溫度，巡視至檢測點時，測溫儀檢測范圍不僅包含待測設(shè)備，同時也有照明設(shè)施等其他事物，難免會影響測量設(shè)備溫度的結(jié)果。基于此，配電站內(nèi)應(yīng)用智能巡檢機器人時，可通過優(yōu)化設(shè)置標簽點，消除影響機器人轉(zhuǎn)向角度、監(jiān)測準確性的因素，從而為溫度檢測結(jié)果提供準確性保障。

（五）紅外測溫

機智能巡檢機器人上部同時安裝了電動云臺與巡檢紅外熱像儀，能夠采集一次設(shè)備本體、導(dǎo)線和接頭的溫度，測溫精度誤差不超過2℃。該功能有著近似普通成像儀的原理，即通過光學(xué)系統(tǒng)集聚被測物體紅外輻射至紅外探測器陣列平面上成像并向電信號轉(zhuǎn)換，后續(xù)經(jīng)電路放大、補償?shù)染€性處理，結(jié)合內(nèi)置在紅外熱像儀的圖像采集單元完成被測物體表面熱像分布圖的生成，最后由機器人控制單元負責(zé)初步認定、存儲圖譜。安裝機器人巡檢系統(tǒng)前，需面向全站設(shè)備做好紅外專家?guī)鞌?shù)據(jù)及類型檔案的預(yù)存，一旦檢測設(shè)備出現(xiàn)超出規(guī)定的溫度，報警感應(yīng)模塊會被觸發(fā)。檢測設(shè)備溫度明顯超過設(shè)備數(shù)據(jù)溫度時，同樣會有報警信息發(fā)出，并向本地健康系統(tǒng)實時傳輸溫度數(shù)據(jù)與紅外圖像。

（六）提高夜巡安全性

配電站內(nèi)電氣設(shè)備處于全天候不間斷運行的工作狀態(tài)，故而巡檢機器人也會執(zhí)行夜間巡視任務(wù)。因夜晚不具備良好的光線條件，機器人可能產(chǎn)生意外碰撞。而如果開啟機器人巡檢區(qū)域范圍的照明設(shè)備，可能會對機器人視覺構(gòu)成影響，導(dǎo)致光探頭向照明設(shè)備轉(zhuǎn)移，此時機器人視覺可能會有瞬間空白的情況發(fā)生，當其視覺消失后稍有不慎就會與其他設(shè)備碰撞。基于此，可在機器人上安置反光器件，能夠大幅提升夜間機器人巡視運行時的安全性與障礙躲避精準性。

三、無人值守配電站智能巡檢機器人運維

（一）明確運維流程，規(guī)范巡檢管理

工作人員有必要對運維管理智能巡檢機器人系統(tǒng)的流程，做好各環(huán)節(jié)運維標準及要求的明確，以便對機器人管理工作加以規(guī)范。在機器人巡檢范圍與對象的設(shè)定中，落實具體參數(shù)指標的確定，保障機器人在運行后能夠以預(yù)設(shè)程度及相關(guān)信息展開自動巡檢，同時以現(xiàn)場實際情況為根據(jù)做好巡檢任務(wù)的設(shè)定，并結(jié)合控制后臺對任務(wù)下發(fā)。通過對比巡檢機制的設(shè)置，查看巡檢報表，圍繞巡檢機器人歷史工作曲線圖展開專題分析，第一時間發(fā)現(xiàn)有異常的趨向并做好預(yù)處理及干預(yù)工作，保證智能巡檢機器人能夠長時間維持良好的運行狀態(tài)，規(guī)避可能出現(xiàn)的異常。

（二）調(diào)整巡檢模式，實現(xiàn)全時段值守

工作人員需要積極落實智能巡檢機器人巡檢模式的優(yōu)化調(diào)整，合理進行巡檢時間的設(shè)定，做到全時段值守。具體而言，工作人員可依據(jù)控制臺對智能巡檢機器人工作行為數(shù)據(jù)調(diào)閱、分析，并以此為根據(jù)做好機器人快速巡檢、特殊巡檢、例行巡檢及重點巡檢等巡檢類別的設(shè)定，同時優(yōu)化巡檢周期、任務(wù)模式、巡檢時間及觸發(fā)條件的設(shè)定。此外，通過全時段巡檢模式的設(shè)置，突出巡檢機器人作業(yè)開展的實時性，確保能為工作人員提供更全面、完整的配電站運行信息數(shù)據(jù)。

（三）其他運維管理建議

①運維人員需做到每日對機器人巡檢系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的查看、分析與處理，具體包含儀表檢測結(jié)果、紅外測溫結(jié)果、任務(wù)報表及設(shè)備報警記錄等。②運維人員在交接班前，應(yīng)當確認本次值機機器人巡視結(jié)果，檢查無法通過機器人自動識別的部分設(shè)備外觀、構(gòu)架銹蝕腐蝕、引線松緊程度、充油設(shè)備滲漏油、瓷件清潔裂紋等圖片，并在值班日志中詳細、完整地記錄確認與檢查結(jié)果。③運維人員在每次交接班時，需要確定機器人系統(tǒng)工作情況作為一項重要的交接內(nèi)容。此項內(nèi)容具體包含：機器人運行工況與調(diào)配情況；充電房設(shè)備運行情況；本地及遠程監(jiān)控后臺運行情況；機器人例行維護保養(yǎng)情況；專用工器具完好情況；機器人巡檢中發(fā)現(xiàn)的缺陷及處理情況；微氣象裝置等輔助設(shè)施情況。④運維人員需要對機器人巡視路線中是否有障礙物定期檢查，盡可能確保站內(nèi)環(huán)境一致于機器人設(shè)定中的環(huán)境，以免出現(xiàn)位置丟失的情況。同時，以檢查維護工作項目為根據(jù)，每月檢查維護一次機器人并詳細記錄維護相關(guān)的信息內(nèi)容。以機器人系統(tǒng)為對象，定期實施專項維護工作，如軟、硬件測試等。⑤有異常情況出現(xiàn)在機器人系統(tǒng)中時，運維人員需將機器人巡視任務(wù)取消，遠程操控機器人向充電房返回，并前往現(xiàn)場開展核查工作，消除異常。同時，在使用機器人的過程中，運維人員需要認真詳細且完整地記錄各項發(fā)生的問題，及時分析、處置并定期匯總。⑥運維班需做好天線、螺絲、輪胎、遙控設(shè)備及轉(zhuǎn)運軌道等有關(guān)機器人備品備件的配備與定點存放工作，確保現(xiàn)場基本維護需要得到滿足。⑦夏季時節(jié)，配電站管理人員應(yīng)督促綠化單位及時修剪站內(nèi)植物；冬季時節(jié)，則需落實機器人巡視路線上積雪的清理工作，確保機器人能夠順利開展巡視作業(yè)。

四、結(jié)語

綜上所述，智能巡檢機器人能夠檢測設(shè)備運行安全性、監(jiān)測工作溫度等，有利于工作效率的提升及設(shè)備潛在缺陷的排除，在無人值守配電站的建構(gòu)中是不可或缺的一個重要構(gòu)成部分。工作人員在日常工作中需要深入思考智能巡檢機器人應(yīng)有作用價值得以充分發(fā)揮和體現(xiàn)的方法路徑。而要想保證無人值守配電站中能夠更有效地應(yīng)用智能巡檢機器人，工作人員還需積極落實運維管理機制的優(yōu)化設(shè)計，突出機器人運行維護的全面性，促進運維管理水平的提升，保證智能巡檢機器人能夠維持良好的工作狀態(tài)，助力配電站的健康穩(wěn)定發(fā)展。