变电站智能巡检应用现状及解决措施

变电站智能巡检应用现状及解决措施

李琦

国网河北省电力公司保定供电分公司， 河北 保定 071000

摘要：伴随智能化技术的发展，智能巡检系统的结构和功能变得越发完善，取得了较为显著的成果，不过在实际应用中，依然存在有不少缺陷和问题，要求技术人员必须做好问题的深入研究，找出其原因所在，然后采取切实有效的措施和方法来对问题进行解决，提高巡检工作的效率，以此来推动巡检工作提质增效。

关键词：变电站；智能巡检；应用现状；解决措施

1智能巡检的优势

所谓的智能巡检，主要是针对设备运行情况进行定期或者随机性的巡视检查，及时对发现的缺陷隐患进行报警，提醒运维人员处理，做到防患于未然。智能巡检系统的优势体现在几个方面：①可以综合运用多种智能手段检查设备状态，例如可以通过安装视频监控、红外云台或红外机器人、开关柜内测温、变压器油色谱在线监测、SF6密度微水监测、避雷器在线监测、开关动作特性在线监测、蓄电池内阻及电压监测、保护信息管理系统等系统，将设备运行状态信息、视频图像信息有效整合，在智能巡检系统管理平台上综合反映；②能够对巡检对象、时间地点、方式方法预先设置，提供健全完善的工作计划，实时的或定时定点的、随机的开展各项巡回检查子任务，保证巡检工作的有序实施、自动推进，提高工作的效率；③杜绝了因巡视人员巡视不到位，巡视不及时，造成设备缺陷及异常情况不能被及时发现和处理的现象。

2智能巡检系统的组成及应用现状

2.1智能巡检系统的组成

在不断的发展过程中，智能巡检的方式和手段变得越发多样化，除去最为常见的智能巡检机器人，还包括定点摄像头、滑轨摄像头等，配合无线测温装置、各类数据在线监测装置、无线数据传输终端、RFID电子标签等，可以实现对于多种运行参数信息的采集，并且对照云端存储以及大数据，就状态信息实施异常报警和趋势预测，而工作人员也可以运用作业终端APP和PC客户端，随时随地对设施设备的安全状态进行监控，及时对存在的隐患和问题进行处理，有效避免安全事故的发生。以物联网为支撑，智能巡检系统能够使工作人员实现对于设施设备的远程监测和实时数据兑取，实现自动化管理，减少用工人数和运行维护成本。

2.2智能巡检机器人的分类

智能巡检系统的主体为智能巡检机器人，目前，智能巡检机器人在220kV及以上变电站中应用较多，变电站使用的智能巡检机器人大致可以分为两种：①无轨机器人，搭配有相应的摄像机、能源装置和运动系统，可以在室外使用，有效解决了超大规模变电站巡视的难题，配合相应的抗干扰措施，也能够有效应对恶劣电磁环境下的巡检工作；②有轨机器人，其本身类似于滑轨摄像头，相比无轨机器人结构更加简洁，能够对基于四驱底盘的无轨机器人无法在冰雪环境中巡视的问题进行解决。

2.3智能巡检系统在设备缺陷跟踪时的应用

若某变电站设备SF6压力低于正常值，需长期进行跟踪监测，则可使用智能机器人对此缺陷进行跟踪监视，机器人实时将检查结果发送到云台，运维人员可以在PC或智能终端上清楚地观察到测量装置的仪表数据。同时智能巡检系统还可以对收集来的信息进行智能化比对分析，这样一来，大大减少了运维人员的工作量，加强了对设备的管理效率。

2.4智能巡检系统在日常巡视工作中的应用

第一，通过变电站内的遥视系统或者智能巡检机器人的高分辨率相机对设备SF6压力、泄露电流等数据进行读取，以及对设备外观进行检查，从而实现对设备运行的状况进行检测。第二，通过安装在设备上的无线测温装置及智能巡检机器人的红外感温摄像头，对设备发热缺陷进行检测。

3 智能巡检的存在的问题及解决措施

3.1调试初期问题

通过变电站机器人的应用，由于处于调试、优化完善阶段，为了保障机器人工作的高效性和可靠性，结合具体的工作情况设计合理的任务，对机器人的工作情况作实时管理，及时处理异常情况，并对及时检查机器人状态。主要表现在：机器人在投用之初，不能放弃人工巡检，人工巡检与机器巡检应同时进行，以两者的巡检数据为样本进行比较，获取其数据的正确率。机器人所测出的问题只是设备的其中一个部分的问题，机器人巡检系统投入使用后，可合理减少人工巡检次数。

变电站内配合进行道路修改。有的设备距离机器人行走道路较远，拍摄效果不好，需单独铺设道路；有的巡检道路存在台阶，机器人无法跨越，需要铺设斜坡，便于机器人行走。

3.2在设备测温中存在的问题

智能运检机器人巡检路径相对固定，不能像人工一样进行多方位多角度测温，可能会造成测温结果出现偏差。对于无线测温装置，装在设备上的温度传感器，可能会因设备操作产生的振动，使传感器松动或者因信号干扰等问题，造成数据无法正常采集。对于智能巡检机器人的问题可通过改变运检机器人的巡检路径，增加巡检机器人的测温点进行解决。但是对于无线测温传感器的采集问题，目前没有太好的解决方案，只能通过后期厂家对无线测温装置进行改造升级来实现。

3.3在对设备外观及表计进行巡视时存在的问题

文章前面提过，智能运检系统对设备外观及表计数据的读取主要是依靠高清摄像头，但是摄像头长期在室外，可能会存在大量的灰尘，尤其是风沙比较严重的地区，会造成摄像头表面模糊，无法采集到清楚的图像数据。分析原因是机器人难以拍摄设备或表计清晰的照片；有些设备外栏杆或围栏既使机器人无法靠近巡检点，又阻挡机器人拍摄视线，影响了机器人巡检覆盖率。针对这些问题的解决方案包括清理表盘灰尘，以及对表盘的方向进行调整，此外还包括对老旧的表计进行更换等。还可以对巡检机器人的摄像头增加一个可以自动开启关闭的防护罩，在进行巡视时在开启防护罩，从而保障摄像头的清洁。通过这些解决方案，可保障机器人拍摄图片清晰度的提高，另外将设备的误识率和漏识率控制在较小的范围内；面对施工受到限制或是表计的位置受到约束，利用通过在设备对面安装镜子对巡检点设备成像，机器人拍摄镜面成像并加以识别，提高机器人巡检覆盖率。

3.4巡检机器人的巡视路径及充电问题

很多大型变电站中都会设置有草坪覆盖，在相应区域巡检时，巡检通道两侧伸出的杂草可能会激发机器人的障碍物识别感应装置，导致机器人停止前进，若运维人员没有及时发现，机器人可能会一直停留在当前位置直到电池电量耗尽，需要工作人员将其搬运到充电处进行充电，不仅费时费力，还增加了工作量。另外，当前智能巡检机器人采用的是自主充电设计，在适当位置设置充电装置，机器人在电量不足的情况下，会自动到达充电位置进行充电，全程不需要人工参与，但是如果机器人因为定位误差，偏离了预设轨道，则会同步引起自主充电失败的问题。机器人在到达充电桩位置后，可能无法准确停止，继续前进直到碰到墙面或者障碍物，也可能在没有达到充电桩位置时就已经停止前进，影响自主充电的实现。

对于上述问题，可以在现有障碍物感应装置、自主充电装置、激光定位装置等的基础上，增加可见光摄像头来对周边环境进行准确识别，将机器人运行范围内，高度低于2 m 的实际物体拍摄成像，配合相应的图像识别技术，将之与预先设置的环境信息进行对比，做好当前位置和行进方向的准确判断，并同时可增加在出现异常时远程报警功能，由运维人员通过巡检机器人拍摄的照片，判断机器人位置，远程对运检机器人进行操作，从而到达充电桩处进行充电。

结束语

智能巡检系统的出现，能够以机器代替人工完成巡检工作，提高巡检效率、减轻人员负担的同时，将设备运行状态信息、视频图像信息有效整合，实现巡视工作可视化、自动化、智能化，达到提高巡检质效的目的。

参考文献

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