避雷器的机器人巡视准确性分析陈晨

避雷器的机器人巡视准确性分析陈晨

陈晨1郑黎2陈悦1夏霖1

（1.国网浙江省电力公司杭州供电公司；2.国网湖北省电力公司武汉供电公司）

摘要：随着机器人技术和计算机水平的飞速提升，智能机器人也越来越多地应用到变电站的巡视工作中去。但是机器人巡视中的误告警往往带来更繁重的工作量。本文从光线对变电站中避雷器的机器人巡视准确性的影响进行分析，分析了错误规律和原因，对今后的巡视开展提出了建议。

关键词：机器人；避雷器；巡视；准确性

0引言

针对变电站设备的日常巡视是保障电网安全可靠运行的基本手段，对于及时发现设备隐患和异常，排除故障有着重要的作用。[1]-[4]

常规电力作业中，变电站巡视一般由人工完成，值班员按照规定的巡视周期，开展规定的巡视项目。随着科技进步，智能机器人逐渐被应用到变电站巡视中。通过搭载高清摄像头及多种传感器，配合计算机分析软件，机器人可以完成设备巡视、故障告警、报表生成、历史数据归集等各项工作，节省了人力、时间成本，提高了工作效率。[5]-[9]

1机器人巡视技术在避雷器上的应用

针对变电站内避雷器，智能机器人主要开展的巡视项目包括：外观检查、红外检测、运行中的泄漏电流和放电次数检测。

其中，泄漏电流和放电次数检测，主要应用的是图像识别技术，在机器人开展巡视的过程中，首先在变电站内识别避雷器设备，再将检测摄像头定位到避雷器的泄露电流表，拍摄高清图像，利用计算机算法识别出表计区域，最终将指针和表盘读数转化为数字信息存储。

2机器人巡视的准确性分析

在智能机器人长期应用过程中，发现其对泄漏电流和放电次数的巡视结果，经常存在偏差，发出误报警，值班员到现场确认后发现设备运行良好没有异常。因此本文收集某220kv变电站从9月至次年3月的总共7个月间积累的避雷器巡视数据，针对这一巡视项目的问题开展分析。

该变电站共有避雷器69台，7个月内共生成10997条巡视记录，其中正常记录9927个，异常记录1070个，占比9.7%。在异常记录中，放电计数器异常618个，占比66%；泄漏电流表异常452个，占比34%。

最终经人工确认，该时段内所有避雷器均运行良好，即所有异常告警都是不准确的，巡视的错误率达到9.7%

分析影响准确性的原因，有个别设备由于查找定位错误，摄像头没有拍摄到正确的位置，因此无法准确读数；除此之外，光线对巡视准确性造成了很大的影响，如图1所示。

图1机器人拍摄图

人眼察看图片，可以很清楚地读取泄漏电流和放电次数，但是这一案例中，机器人却没有正确识别。仔细观察分析后发现，因为有比较强烈的阳光照射，在表头部位存在光线反射和阴影，影响了计算机的判断。

我们知道人眼视网膜的动态范围远比照相机要高得多，因此人眼能够识别的明暗对比，对摄像机来说可能无能为力，再加之计算机算法局限，造成了在有一定光线影响的情况下，巡视的准确性明显下降。[10]

图2机器人巡视错误次数的时间分布

从识别错误次数的时间分布上来看，在早晨8-9点的时间段内，出现明显的峰值，这一时段正好对应太阳初升斜照的时间，光线在设备上留下反光和阴影；另一个峰值在下午2点左右，此时正是日光最强烈的时段，视野中亮度最大，影响了机器人的拍摄和图像识别。

3结论和建议

机器人在避雷器的巡检项目上，存在这较大的错误率，需要不断修正改进，提高准确性。

（1）机器人通过图像识别方式来寻找设备，并实现最终读数，因此作为机器人厂家要不断升级图像获取硬件，提高图像质量，同时优化识别算法，在现有硬件条件的基础上提高识别准确率。

（2）对于光线干扰，应调整巡视时间规划，尽可能避开日升日落的光线斜照和正午时分的高光亮度干扰，从而在现有技术条件夏提高准确性。

参考文献

[1]姜玉宏,庞曼,耿东,吕赫扬,吴迪.变电设备差异化巡视优化[J].黑龙江电力,2017,(1).

[2]谢金泉,李晓华,何毅,李艳.变电设备状态巡视策略研究[J].广东电力,2012,(9).

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[4]王向军,罗朝宇.“巡视标准化作业指导书”在变电站巡视管理中的应用[J].内蒙古电力技术,2008,(1).

[5]鲁守银,张营,李建祥,慕世友.移动机器人在高压变电站中的应用[J].高电压技术,2017,(1).

[6]李祥,崔昊杨,曾俊冬,江超,唐忠.变电站智能机器人及其研究展望[J].上海电力学院学报,2017,(1).

[7]范瑜俊.浅谈机器人在变电站巡检过程中的应用[J].应用能源技术,2016,(1).

[8]杨旭东,黄玉柱,李继刚,李丽,李北斗.变电站巡检机器人研究现状综述[J].山东电力技术,2015,(1).

[9]启明,胡润滋,周平.变电站巡检机器人应用技术[J].华中电力,2011,(5).

[10]吕丽丽,高昆,邵晓光,倪国强.基于人眼视觉特性的高动态范围彩色图像自适应增强方法[J].北京理工大学学报,2012,(4).