机器人巡检系统在变电站运维管理中的应用

机器人巡检系统在变电站运维管理中的应用

张静玉1纪浩2姚斌3

(1.国网河北省电力有限公司检修分公司;2.国网河北省电力有限公司沧州供电分公司;3.国网河北省电力有限公司沧州供电分公司)

【摘要】：智能机器人检测系统在变电站实际应用后，特别是在高温或特殊的雷暴天气中，检测任务特别复杂和繁重。而智能机器人的使用，不仅可以最大限度地减少检验员本身的劳动强度，而且可以使他们在相对恶劣的天气中进行和完成检查工作，而不是人工工作。此外，电力系统设备的检修和设备的日常检查等，仍然采用手工检查的方法，这会影响电力系统的安全，包括一些电力线路的缺陷。断路器气体泄漏等，需要巡检人员进行详细的检查和主观的描述和记录，而且由于检验员的变化，记录的方式和语言也有很大的不同。实际故障的分类分析造成了一些障碍，使用机器人对其进行巡检，可以有效地实现标准化、统一的数据处理和分析，从而提高变电站的整体检测水平。

【关键词】：机器人；巡检系统；变电站；运维管理

前言

随着对机器人制造技术的不断地进步完善，以及我国对于电网建设力度的不断加大，在变电站中通过使用机器人巡检在变电站管理中的应用在我国逐渐被推广。智能机器人的出现，不仅使变电站巡检的工作效率得到了提高，同时减轻了人类的工作负担，从而实现了对科学技术充分的应用。对于机器人巡检系统而言，其最早被使用是在国外，国内由于受科技水平发展缓慢的限制一直都很少被应用。直到近几年，我国经济水平的提高带动了科学技术的发展与创新，机器人巡检系统逐渐在我国变电站中被广泛应用。通过对机器人巡检系统的使用，不仅具备了人工进行巡检的灵活性以及智能性，同时也可以对人为因素中存在的不足进行弥补，对无人看管变电站的发展趋势的实现奠定了基础，同时使变电站中的工作人数逐渐减少，使变电站的运维成本得到了降低，从而使变电站的巡检工作以及相关管理更加的智能化。

1机器人巡检系统的应用措施

1.1应用机器人巡检的管理思路

对于变电站机器人巡检系统的应用，最重要的是遵循“全面覆盖、准确可靠、及时高效”的管理思路，从而使运维设备以及相关工作人员的管理水平能够得到提高。想要实现机器人智能巡检，就需要在系统中进行巡检的预置位以及巡检的具体路线的设置，以此确保相关设备读取的数据能够实现全面覆盖，并能够保障所获取数据的准确可靠性。通过对机器人巡检系统的充分使用，不仅实现了人工工作向自动化的转变，同时提高了人力资源运用的灵活性。

1.2通过对机器人的应用代替人工运维工作

（1）设备巡视应用。机器人代替人工对设备进行巡视，主要分为全面巡视、特殊巡视、风险管控巡视。机器人进行特殊巡视时，又可以分为重载设备特巡、缺陷跟踪、迎峰度下红外普测、防汛抗台模块等。机器人巡检时，可以根据对原先预设的时间、地点、路线对变电站中的设备进行巡视，也可以根据人工选择的时间、地点、路线进行特定的巡视。

（2）红外测温及表计抄录应用。变电站中机器人巡检系统进行红外普测，主要是对提前设置好的许多个监测点，从不同的角度对变电站中全部的设备进行整体扫描的温度采集、设备的变压器和互感器以及开关触头、母线连接等的温度进行检测，然后依据设备的温度数据，判别设备缺陷相关测温手段进行使用，从而实现设备出现热缺陷时能够自动进行报警。此外，巡检机器人能够对压力、避雷器的电流，以及油位等表计的数据进行读取，机器人可以通过拍照的方式，对数据进行识别，并自动的将具体点位的数据进行保存，而相关的运维人员只需要将保存的数据导出后生成报表，并根据巡检的数据出现的变化来预防设备出现重大的缺陷。

（3）设备缺陷跟踪应用。机器人在进行巡检的时候，发现设备缺陷进行报警，运维人员需要对机器人报警的信息以及相关数据进行及时的分析，并对发现的问题及时的进行人工复核。如果设备缺陷没有完全消除，机器人需要对存在缺陷的设备进行不间断地跟踪以及实时监控。想要实现机器人对缺陷设备的跟踪应用，运维人员就需要通过客户端设置相应的缺陷设备跟踪任务，并对跟踪的时长以及周期进行设置，从而完成对缺陷设备的数据采集，并将机器人采集保存的数据生成报表，以便进行相应的分析。

（4）事故处理时应用。对机器人巡检系统的开关，可以根据文字或者是红绿灯标识进行识别。当变电站在无人值守的情况下出现跳闸，运维人员对变电站突发事故进行处理时，就可以远程对机器人巡检系统进行控制，将机器人移动到跳闸位置，并对巡检系统的开关状态进行实时显示，从而确保系统开关的可靠性，并对事故进行及时处理。

（5）倒闸操作时应用。对机器人巡检系统上的倒闸分合状态的检测，主要是将其显示在图像上进行的。主要识别原理：机器人的识别系统主要是通过水平或者垂直的红外线的扫描，可以准确地对倒闸的具体位置进行判别。在对设备进行具体操作时，也可以通过机器人系统对其进行最佳路线的规划，从而将机器人移动到指定的位置，并将机器人检测设备状态进行实时显示，确保设备在倒闸操作中的可靠性。

（6）优化机器人界面的使用。机器人系统的界面有时可以根据反映出的温度曲线得知设备运行的情况。当设备出现问题时，通过对比参考采集的数据，从而防止同样的事故重复发生。此外，通过对机器人巡检系统中声音的检测及相关诊断，可以使系统在一定程度上得到完善，使其在变电站中的应用规模得到扩展，提高系统的检测水平。

2阻碍机器人巡检系统大范围应用的原因

2.1系统本身抗强电磁干扰能力有待提升

在大雾、雨天或空气湿度增加时，变电所的电晕放电现象会加剧。如果电晕放电电源和车载通信系统的频率和间距足够近，就会产生电磁干扰。可能导致通信中断，图像模糊，甚至无法成功地重传图像，可能导致机器人无法完成指定的检查任务或检测质量。可能需要提高机器人的通信能力，特别是在雾中。在恶劣的天气条件下，如下雨时要改善通信能力。主要方法是利用高功率发射信号来提高无线通信系统的传输功率，以保证机器人在特定的天气条件下能够接收到有效的信号。

2.2机器人巡检系统对仪表识别能力不理想

机器人需要识别的仪表读数有开关避雷器泄漏电流、主变压器的油位和温度。根据现场实际的运行情况来看，因受停靠位置的限制和设备区光线的影响，机器人对于仪表的数据不能够进行有效的识别。因此可以将巡检机器人和相关仪表通过车载自动抄表。机器人按一定的路线行驶，到达某一抄表区域时，发出信号，这时该区域的所有仪表依次向主机传送数据。由于对一个区域只需发射一次信号，所以抄表速度会很快。同时，因为分成了不同的区域，可有效避免数据的多次传送和数据传送冲突。

2.3运行场地配套设备尚待完善

目前国内变电站巡检机器人主要由车轮驱动，只能在平坦的道路上行驶。然而，大多数变电站在规划和设计上都没有预留机器人检测通道。现场配电设备的检查受车站内避雷器靠近墙、机器人不能通过中间、安装在楼上的防护设备使机器人无法通过楼梯等条件的限制。在这种情况下，机器人将无法充分发挥其作用。考虑使用固定摄像机对机器人无法检查的设备进行远程检查，即机器人与固定摄像机合作对设备进行巡逻的模式。现阶段有一定的必要性和可行性。

3.结束语

变电站发展的趋势趋向于无人值守，因此智能巡检机器人可以代替人工对变电站运维进行巡检，使变电站维护工作的作用能够得到最佳发挥，同时促使变电站的运维管理更加智能化。

参考文献:

［1］牛祉霏.变电站设备巡检机器人系统设计方案的研究与应用［D］.北京：华北电力大学，2016.

［2］林秋蓉，汤国文.智能机器人巡检系统在无人值守变电站的应用［C］.福州：福建省电机工程学会第十四届学术年会，2014.