摘要：智能巡检机器人可用于替代人工完成变电站巡检过程中遇到的重复性工作。变电运维专业将智能机器人应用到了一、二次设备的巡视中，提高了设备巡视质量，减轻了运维人员的工作量，提高了工作效率。目前，国网九江供电分公司机器人系统使用集中使用型使用模式。自2016年在检修分公司变电运维班组投入运行以来，取得了预期的效果。本文结合日常实际工作进行了一些智能巡检机器人基本功能、巡检要求、效果评估及典型案例总结归纳，并进行简要的阐述。
关键字：智能巡检机器人基本功能、巡检要求、应用成效及典型案例
1引言
1.1 随着电网快速建设带来的变电站数量增加，变电设备巡检工作量越来越大，传统的巡视方式已经满足不了现代化变电站发展的要求，智能机器人代替人工巡视将是未来的主要发展方向。而且巡检质量受制于巡视人员的技术水平、辨识能力、工作责任心、到位率、准确率较难保证，巡视质量参差不齐。智能巡检机器人可用于替代人工完成变电站巡检过程中遇到的重复性工作。变电运维专业将智能机器人应用到了一、二次设备的巡视中，提高了设备巡视质量，减轻了运维人员的工作量，提高了工作效率。后续将逐步推广智能巡检机器人应用，用2-3年时间逐步实现变电站设备巡检智能化的普及，大力提升变电设备精确巡检水平。
1.2 变电站智能巡检机器人主要应用于室外变电站代替巡视人员进行巡视检查。该机器人系统可以携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置，以自主和遥控的方式，代替人对室外高压设备进行巡测，及时发现电力设备的热缺陷等，给运维人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统可以部分代替运维人员在特定的时间进行设备巡视工作，在不要运维人员的参与下按照固定的路线进行巡检，并且自动返回出发地点，同时生成巡视报表。
2 智能巡检机器人基本功能
2.1 变电站智能巡检机器人系统分为基站系统层和移动站系统层两部分。
2.2 基站系统层主要由无线网桥和监控计算机组成，主要功能是动态显示机器人当前采集的可见光图像和红外图像，自动采集和存储可见光图像和红外图像，并经行分析和处理，实时显示机器人当前的方位和运动状态，显示机器人的电源状态，并进行分析和异常报警，查询机器人现场采集的历史数据，并进行对比分析，提供友好的操作界面，完成机器人监测功能，为机器人运行提供相应的命令及环境信息。
2.3 移动站系统层主要由电源系统、导航系统、检测系统、控制系统、通讯系统以及运动系统六部分组成，主要负责导航定位信息的采集处理，按照预先设定好的巡视路线，自动完成巡视任务，在预设点自动定位、自动采集可见光图像和红外图像，上传至基站，完成巡视任务后自动充电，在迅速过程中遇到障碍物时自动停车，并进行报警。主要组成部分为：机器人本体和充电箱。
2.4 智能机器人的运行模式分可见光检测、红外检测、全部检测三种，在基站系统层可以对智能机器人的运行模式进行控制，可见光检测主要针对白昼时间，红外检测主要针对夜晚时间，全部检测主要针对实际测试需要同时进行可见光和红外检测。运行模式的设置，不仅有效地减少了电源消耗，增加了机器人的使用时间，而且可以保护强光下的红外热像仪等设备，延长了设备的使用寿命。
3 巡检要求
3.1 智能巡检机器人通过其底部的磁传感器沿着根据巡视路线铺设的磁轨道进行巡视，在相应地点埋设的各停靠点，监测点，巡视相关设备、接头、仪表及油位，实现对全站设备的有效自动巡视。变电运维一班运维人员依据现场情况为机器人安排了合理的巡视时间及运行任务、路线，对主变、220kV及35kV设备区进行时长1小时的可见光巡视及红外成像巡视。每次巡视完毕后自动返回充电室进行充电。
3.2 巡检任务结束以后，通过筛选巡视时间及设备类型分析设备温度，显示模式识别区域的温度，运维人员通过观察机器人巡检事项实时显示各个检测点设备的温度，超过温升阀值时，发出报警提示信息，并形成设备检测报告，在检测报告中详细记录了设备的名称、巡检时间，红外检测图像以及三相对比的结果，为运维人员更加方便地了解站内各设备的运行情况提供了一个直观的平台。
3.3 该机器人项目采用最新模式识别算法，完成变电站设备的三相对比分析。运用此项技术，机器人后台可以自动从红外热图中分析出具体拍摄设备，智能的给出设备区域的分析结果。同时，还可以在一幅包含三相设备的红外热图中，智能的对三相分别提取，给出相互的对比分析数据。
3.4 机器人对变电站室外设备巡视覆盖率、设备表计数字识别达到100%。对于拍摄盲区问题，应通过现场多种技术手段，例如装设反光镜等方式，提高识别率。
3.5 单站型机器人按不同的电压等级分2-3次完成对全站设备巡视，每日白天开展例行巡视，夜晚开展红外测温工作，并自动生成日常巡视卡，发现异常后立即开展人工复核。对于巡视盲点，结合例行、全面巡视要求巡检。
3.6 加强对重点区域35kV一次设备巡检频次，每两天完成对该区域巡检工作，及时开展人工复核工作。
3.7 机器人若因故障无法进行一、二次设备巡检工作，应立即汇报处理。
3.8 使用机器人开展红外测温工作检测电流/电压致热型设备，最好在高温负荷下进行，否则，一般应在不低于30%的额定负荷下进行，同时应充分考虑小负荷对测试结果的影响。
3.9 特殊巡视，指机器人接受特定的任务指令进行设备检测，并在巡检结束后自动回到充电室充电。
4 效果评估
4.1 自投产以来，智能巡检机器人在国网九江供电分公司运行整体效果良好，但在运行期间，运维人员结合机器人现场巡检情况，对其提出两点完善建议：
1、机器人在可见光巡视时对视频采集不能进行分析，无法对表计、油位进行读数；
2、无法采集声音，不能在声音上判断设备是否存在异常。
5 应用成效及典型案例
例如：2017年07月24日22：46分，机器人在全面巡视过程中，发现市中220KV变电站110kV塘中线1193刀闸C相引线T接部分过温达135.28度，人工复测确认情况属实，转移全部负荷后，温度降为正常值。
下图为220kV市中变电站机器人对110kV塘中线1193刀闸C相引线T接部分红外测温检测报告及红外图：
设备巡检报告 红外图
红外图谱报表 可见光图片
6 结束语
智能巡检机器人以自主或遥控方式，辅助人工完成变电站高压变电设备的可见光及红外巡检作业，提高了巡视精确度、站内设备运行的安全性；减少了变电站运维人员的工作强度，提高了工作效率及工作质量；同时机器人的投运提高了变电运行管理水平。
参考资料
[1]变电智能机器人巡检系统技术规范 国家电网公司
[2]变电智能机器人巡检系统运维规范 国家电网公司
论文作者:周勇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：机器人论文; 设备论文; 变电站论文; 智能论文; 可见光论文; 系统论文; 人员论文; 《电力设备》2017年第28期论文;