配网设备智能化巡检技术分析

配网设备智能化巡检技术分析

卢国栋 全昌前

四川科锐得实业集团有限公司青羊分公司 四川省 成都市 611130

摘要： 配网设备主要采用人工巡检作业方式，即采用人工巡视、手工记录的模式对运行中的 配网设备进行检查。人工巡检存在劳动强度大、工作效率低、巡检质量不稳定等缺点，恶劣气象条件对巡检人员身体也存在危害。近年来，采用智能巡检代替人工巡检模式已成为 配网设备巡检发展的热点方向。

关键字：配网设备；智能化巡检

智能巡检技术是通过智能化设备代替人进行变电站巡检的一种新兴技术，是变电站管理智能化和信息化的重要标志。配网设备智能化巡检系统针对传统的配网设备的巡检模式的不足进行改造升级，通过智能巡检系统的研发改变传统巡检模式中面临的人员紧缺、线路巡视周期长，巡视人员技术素养的差异性，人员责任心不强造成巡视不到位、缺陷发现不及时、隐患排查不全面等问题；极大的改善了巡视工作质量，降低生产运营成本，提高工作效率。有效降低了因人员因素而造成的电网安全运行风险。

1.配网设备智能化巡检技术的应用

配网设备智能化巡检技术的应用可提升配网设备管理能力，增进自动化程度，加强配网设备智能化运维手段，使用机器人携带可见光相机、红外相机、局放传感器、拾音器等设备，对配网设备进行实时监测，实现配网设备情况的智能感知、带电检测、环境监测，站端、工区管理端的信息共享和全面联动。具体如下：

包含视频图像识别、局放检测、红外成像测温、噪音采集功能，使用图像识别、超声波检测、红外测温、声音频谱分析等技术，实现配网设备装置的智能化感知。

1.1视频图像识别

设备状态监控。为贯彻电网智能化管理要求，提高电网精益化管理手段，在普通视频监控同时，使用机器人精确定位拍摄图像并识别。对仪器仪表、开关位置及状态指示灯等对象进行视频及图像记录，并自动识别仪器仪表读数、回路工作状态并与设备真实状态对照以发现不一致的情况。以此提高配电站自动化程度，逐步脱离人工巡检方式。

台账管理。通过对现场设备位置的判断，识别设备，获取设备型号、类型等，实现机器人对设备的辨认与关联。

1.2局放检测

机器人通过超声波与地电波传感感知技术，可智能辨别高压柜内局部放电状态。当柜体处于异常放电状态时，立即向巡检平台报警，提示运维人员。

机器人局放检测技术可实现不同时刻和位置的自主局放监测，具备多种运行模式切换和定制功能，同时可在后台自动绘制局放曲线、能够对单点检测数据进行历史分析、归档、诊断等功能。

1.3红外测温

高压柜、变压器高压侧承载着高电压、大电流，极易发热出现异常。机器人所携带的红外摄像仪，能够实现高压柜进线端、柜面、变压器桩头温度检测与数据传输，同时能够实现周期性检测、快速响应，数据回调查看等功能。根据致热设备运行状况进行诊断分析，及时发现设备潜在缺陷并发出预警，为热源故障分析预测提供帮助。

1.4拾音检测

配电站内的声音是反应设备异常的最便捷的一种方式，机器人的拾音设备通过搜集站内声音分贝、挑选波谱，能够及时了解变压器、高压柜是否出现异常情况，为配电站开关室故障的及时预警提供了一种便捷的手段。

2.配网设备智能化巡检应用案例

2.1设备简介

某市供电公司配电站是该市供电体系的重要场所，内置数量众多的10kV级别开关柜设备并承担重要的供电任务。为保证区域内供电体系的正常运转，该市供电公司不断加大对供电设备的巡检力度，并基于优化供电设备巡检体系、提升巡检效率为目的应用智能巡检机器人以及配套的综合管理系统。根据实际应用效果，在提升巡检能力、监督效果以及诊断效率等方面作用显著。该配电站应用SIRD-3000配电房智能巡检机器人，主要由移动载体、通讯设备、检测设备组成，组成部分为：

供电单元：机器人通常采用锂电池供电，保证各个功能模块正常工作。

传感单元：包括高清摄像机、红外线热像仪一体式云台、超声传感器、拾音器、温湿度传感器、SF6气体检测传感器等，用于实现可见光检测、红外测温、表记读取、温湿度和有害气体采集、声音拾取、防碰撞等功能。

控制单元：是机器人的核心处理和控制系统，负责对各传感器数据进行集中处理、运算及对执行机构的控制。

驱动单元：机器人通常采用直流电机保证机器人的驱动能力。轮式机器人通常是采用四轮驱动或两轮驱动。

导航单元：机器人的导航单元是指机身配备的二维激光雷达。

2.2主要功能

该配电站应用的室内智能巡检机器人本质上是一种巡检系统，巡检内容包括且不限于：

1）设备红外检测；2）超声波局部放电检测；3）开关刀闸状态识别；4）状态指示灯自动识别；5）压板位置识别；6）空开状态识别；7）旋钮开关位置识别；8）仪表数据读取；9）保护压板位置判断；10）SF6气体检测；11）环境温湿度检测；12）声音检测。

SIRD-3000 配电房智能巡检机器人后台巡检系统包括机器人通讯、移动终端、数据库管理、巡检任务执行、模型配置、任务配置、人机交互、信息查询检索、数据分析、报表统计等功能。

通过与机器人的交互，按照系统预设的巡检任务来控制机器人来控制完成配电房的例行巡视和特殊巡视工作，并将机器人采集的设备巡检数据进行校验后存储；系统针对机器人采集的设备巡检数据进行分析，根据设定的告警阈值自动生成设备警告信息。

2.3应用效果

智能巡检机器人系统的使用全面优化某配电站的设备巡检体系，在充分解放人力的同时实现对配电站设备高频率、高精度的巡检；智能巡检机器人每天对配电站执行1次全面巡检，在全面巡检配电配网设备运行状态的基础上保证配电站工作的可靠性。该系统于2019年5月正式投入使用，至今已经承担500余天的巡检任务，共生成各类巡检报告约1100份，生成巡检数据约80000条。

智能巡检机器人系统应用最突出的效果在于提升配电站运维巡检工作的针对性和效率，降低电力部门人员现场巡检的工作量，保证巡检工作的精细化程度。智能巡检机器人系统通过巡检及时发现配电配网设备工作异常情况，例如2019年12月某日，智能巡检机器人在执行日常巡检任务时发现开闭所内柜体设备工作温度区间异常，通过机器人内置的故障判断体系快速定位为高压断路器处于超载工作状态；在及时上报异常情况后由电力技术人员快速维修，在确保柜体恢复正常工作状态的同时避免由于其异常工作造成更大的损失。智能巡检机器人的应用充分体现现代化电力体系中的自动化巡检理念，电力技术人员通过远程监控方式获取智能巡检机器人上报的现场巡检数据以及实时监控的视频，快速掌握配电站现场的异常情况并快速处理现场设备的不安全因素，从根本上保证配电站持续处于稳定运行状态并提升供电体系的经济效益。

智能巡检机器人的应用在优化巡检数据管理模式、提升配电站巡检体系的精细化程度方面作用甚大。通过智能巡检机器人在现场快速的数据上报，帮助技术人员快速掌握配电站中设备的工作状态，从而真正实现状态检修理念；电力部门利用智能巡检机器人上报数据建立基于全生命周期的配电站设备巡检体系，满足现代化电力巡检体系的具体要求和发展方向。

3.结语

配网设备智能化巡检技术的应用，有效降低了运维人员劳动强度，提高了工作效率，保障了配电站设备的安全稳定运行。目前，实际使用过程中发现电力巡检机器人尚存在一些问题需要进一步解决。例如，机器人在执行自动巡检任务时，路径规划不够精确，有时存在舍近求远的情况，在导航算法等方面仍需继续完善。

参考文献

[1]胡启明,胡润滋,周平.变电站巡检机器人应用技术[J].华中电力,2011,24(5):36-39,43.