变电站智能巡检机器人改进技术研究

变电站智能巡检机器人改进技术研究

赵帅余虹洁李龙

（国网哈密供电公司新疆哈密市839000）

摘要：智能巡检机器人以其自身所具备的诸多功能，在变电站运行维护中得到越来越广泛的应用，这为无人值守目标的实现提供了可能。由于巡检机器人是高科技产品，虽然其功能可满足变电站运维需要，但在实际应用中，却存在一些问题，为此，应当针对具体的问题，采取有效的措施加以解决处理，从而使机器人的作用得以最大限度地发挥。

关键词：变电站；智能巡检机器人；改进技术

引言

智能巡检机器人与传统人工巡检相比，只要优点有操作灵活，不受外界天气影响。机器人自身会携带红外热像仪，智能巡检机器人具有手动/自动巡检、智能识别各类仪器仪表读数，准确获取温湿度、烟雾、可燃气等环境信息，火情预警和自动消防、语音对讲、视频分析，自动生成巡检报表，数据存储，24h不间断巡检等功能，可用于多个领域。主要工作内容是代替人工完成对变电站的日常巡检，对变电站进行测温、对数据进行收集、对缺陷管理、开关状态等进行日常巡检。从而可以及时发现电力设备的事故和问题，以便运行人员及时进行诊断。

1变电站巡检机器人应用现状

我国最早研究变电站巡检机器人的是山东省电力公司电力科学研究院和山东鲁能智能技术有效公司，从1999年开始，我国便致力于变电站巡检机器人的研究，直到2004年第一台功能样机出现，我国巡检机器人开始起步，随后由于我国综合国力和各项技术的不断提升，巡检机器人的研究和应用都得到了快速发展。目前，在变电站进行巡检的机器人主要有无轨机器人和有轨机器人两种，而无轨机器人的使用范围和应用范围相比有轨机器人更多，主要在室外使用。山东电科院和山东鲁能智能技术有限公司自主研发设计的变电站智能巡检机器人已在全国推广应用388台，服务于29个省的500多个变电站，覆盖110kV到1000kV电压等级，很好的解决了机器人续航问题对巡检的影响，并解决了特高压对机器人通信方面的问题。而国网宁夏电力公司共同研发的户内多维轨道式电力智能巡检机器人，在强电磁干扰和空间不足的情况下也可以对变电站进行巡检。中科院沈阳自动化研究所新研制成功的轨道式巡检机器人，有效弥补了四驱底盘的无轨机器人不能在冰雪天进行巡检的情况，即使下雪，挂冰，机器人也可以进行全天候巡检。

2智能巡检机器人技术分析

2.1使用目的

智能巡检机器人一般用在室外变电站，由机器人携带热像仪、拾音器等设备，通过自控或者是遥控等方法，根据规定程序进行变电站的巡检，完成红外检测、设备热缺陷甄别等工作内容，辅助人工实现变电站的巡检。

2.2任务设定

变电站调度监控工作者可通过调控中心向智能巡检机器人发布任务，同时变电站运维工作者也可通过无人站主控室实现任务的发布，任务可以提前预先设定，也能临时发布。而智能巡检机器人在接受任务之后，就可以自动自主完成变电站巡检，通过激光传感器可以精确抵达预定位置，借助高分辨率相机实现温度与压力表等内容的图像识别，从而及时、有效采集相关装置的数据信息，最后把数据信息以无线网的模式传输至大数据分析软件对应平台内，并且得出详细的分析报告，对于变电站内存有的安全隐患可以及时发现、及时解除，从而保证变电站可以稳定运行。

2.3关键技术

当前，智能巡检机器人应用的技术比较多，如无轨化技术、大数据分析技术、图像识别技术、安全技术、多传感器融合控制技术等。首先是无轨化技术，智能巡检机器人的激光定位就是以激光数据信息和地图相匹配为基础的定位方法。此种定位方法容含了地图等比构建技术与激光数据实时匹配定位技术。其次是地形适应技术。主要是通过激光雷达实现导航，基本原理也就为地形匹配，对于不同类型的室内和室外环境全部都可以应用。最后是图像识别技术。实现精确定位与锁定相关装置的具体位置，完成检测设备表计图像的有效采集等工作，是通过图像识别技术完成的。智能巡检机器人可以实现变电站设备表计度数工作的有效识别，同时准确判断出设备实时工作状态，自主进行记录与判断，及时报警，明确装置信息与分闸信号的工作状态。此外，智能巡检机器人也引入定位自诊断和三层避碰技术，以实现智能巡检机器人工作的安全性。

3变电站智能巡检机器人改进技术研究

3.1对转角进行优化

巡检机器人带有红外检测功能，可对变电站内电气设备的温度进行测量，当其巡视到监测点时，测温仪检测范围内除了待检测的设备之外，还有一些其它的事物，如照明设施等，由此会对设备温度的测量结果造成一定的影响，为此，在应用巡检机器人对变电站内的设备进行运维的过程中，可在对标签点进行设置时，采取有效的方法，消除所有可能导致机器人转向角度与电气设备之间监测误差的因素，这样便可以确保温度检测结果的准确性。

3.2清理室外环境

巡检机器人在对变电站内的设备进行运维时，在其行进的路线上，可能会存在各种各样的障碍物，为使机器人能够避开这些阻碍，可在机器人上加强超声检测系统。由此，机器人在行进时，可以通过发射超声波，并对回传的信号进行接收，如果路线上有障碍物，机器人便会向后台的控制中心发出寻求指令，并在障碍物移除后，恢复行进。通常情况下，机器人在站内进行巡检时，为其设定的路线上基本不会存在任何障碍物，但是，有些植物的枝叶却延伸到机器人的行进路线上，如果遇到这种情况，机器人便会始终保持开机状态，直至所有电量耗尽，而巡检任务也就无法完成，为此，应及时对机器人的运行环境进行清理，也别是在夏季植物生长旺盛的时期，以免影响机器人的应用效果。

3.3优化识别算法

有些变电站在建设的过程中，部分设备的安装位置可能会存在问题，如偏高、偏低等，如果按照正常的情况对机器人的巡检程序进行设定，则可能无法对此类设备进行检测。同时，一些仪表的指针过小，也会影响到检测结果的准确性。针对此类情况，可通过对机器人识别算法的优化来予以解决。除此之外，也可在设备停电检修时，对设备的安装位置进行适当调整，并将过细过小的指针进行更换，由此可为机器人的巡视检查提供条件。

3.4对误差进行控制

当射频标签中的信息出现混乱后，容易使巡检机器人从原本的运行轨道上偏离，这样一来，机器人很容易在行进的过程中摔倒，从而导致巡检任务无法完成。针对此类问题，可采用导航定位融合技术加以解决，避免机器人行走中出现偏差或，具体做法是在机器人上加装精度较高的定位模块，如果机器人巡检时，线路发生变化，导航数据则可及时更新，从而保证机器人不会偏离运行轨道。

3.5提高夜巡安全性

变电站内的电气设备需要24h不间断运行，所以，巡检机器人常常会在夜间执行任务，由于夜晚的光线较暗，极有可能导致机器人出现意外碰撞的情况，若是在机器人的巡检区域内开启照明设备，则会影响到机器人的视觉，光探头可能会对准照明设施，这样容易使机器人的视觉瞬间空白，失去视觉的机器人极有可能碰撞到其它的设备，为有效避免此此类问题的发生，可将反光器件装载到机器人上，这样能够机器人夜间的运行安全性获得大幅度提升。

结束语

经改进后的智能巡检系统可有效提高巡检作业的质量和效益，提高对缺陷设备的预警能力，从而提高变电站安全生产稳定运行水平，同时可减轻运维人员的劳动强度和安全风险。经过试验现场的运行和检测，该机器人系统行动迅速、采集数据准确、适应性强、定位精度高，已在所辖无人值班变电站的进行了推广应用，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1]王奎，郑志勇，潘飞.变电站智能巡检机器人的应用[J].科技与创新，2018（07）：148-149.

[2]梁永强.智能巡检机器人应用现状及问题探析[J].山东电力技术，2018，45（02）：31-34.

[3]徐平，林艺城，杨玺，马承志，甘团杰.变电站智能巡检机器人系统的研发与应用[J].电子世界，2018（03）：51-52.