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摘要：智能巡检机器人能在一定程度上代替人工巡检，有效降低运维人员设备巡视强度和安全风险，不但提高了变电巡检作业的自动化和智能化水平，还改善了因巡视人员业务水平差、经验不足、责任心不强、现场环境原因不能及时发现设备缺陷的问题，为智能变电站和无人值守变电站提供了新型的技术检测手段和安全保障，更快的推进了500kV变电站无人值守的进程。基于此，本文主要对变电站室内巡检机器人深化应用进行分析探讨。
关键词：变电站；室内巡检机器人；深化应用
1、前言
随着科技的发展，机器人技术不断成熟和完善，智能巡检机器人是推动超高压电网智能化的创新型手段，通过使用变电站智能巡检机器人替代人工完成变电站巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作。应用智能机器人巡检系统可以提升变电站运维管理实效，降低人力成本，提高人员工作效率和保障电网安全稳定运行为目标，通过引进巡检机器人系统的高新技术并建设详实有效的规范、制度，建立良好的运维管理模式。
2、智能机器人巡检系统的主要功能及应用
智能巡检机器人主要功能就是代替运维人员进行变电站室内设备的巡视检查，及时发现设备热缺陷及异物、损伤等，给运维人员提供诊断电气设备运行中的事故隐患和故障先兆的有效数据，具有智能性、客观性、灵活性、安全性、集成度高等特点。
2.1常规巡检
变电站智能机器人巡检系统能够以全自主、本地或远方遥控模式代替或辅助人工进行变电站常规巡检。巡检内容包括设备温度、刀闸开合状态、设备噪声等，具有检测方式多样化，智能化，巡检工作标准化、客观性强等特点。系统集巡视内容、时间、路线、报表管理于一体，实现了巡检全过程管理，并能够提供数据分析与决策支持。有效的克服了传统的人工巡检劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、手段单一等缺点，智能机器人先后发现了特高压淮南变电站1000千伏2号主变C相主体变与调补压连接母线处、110千伏低抗汇流母线连接处发热缺陷和6起500千伏变电站设备接头发热的严重以上缺陷并及时得到了处理。
2.2特殊巡检
在大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气条件下，能够代替或辅助人工完成变电设备的巡视，有效降低劳动人员安全风险。
2.3与监控系统联动实现某些特殊功能
智能机器人巡检系统提供与站内监控系统和信息一体化平台接口，能够与监控系统协同联动。在设备操控和事故处理时，通过最优路径规划自动移动到目标位置，实时显示被操作对象的图像信息。
2.4视频巡视和工作指导
当变电站进行现场作业时，使用机器人灵活移至作业位置，借助该系统的双向语音对讲功能，实现变电站远程视频工作指导，同时可替代工地负责人的职责。另外智能机器人巡检系统可通过视频远传、远程控制功能，实现变电站巡检的远程可视化。
2.5运用远程集控模块
设置了智能机器人巡检系统远程集控中心，在运维主站实现多个变电站机器人系统的统一协调和集中控制，为变电站无人值守模式的推广打下坚实的基础。
2.6使用机器人节约运维人员工作时间情况
综合统计表明没有使用机器人的变电站，运维人员每天进行开关、流变压力检查、主变、高抗表计检查、避雷器表计检查、设备红外测温大约花去2.5小时，使用机器人巡检后，运维人员每天全站现场巡视时间大约在1．5小时，大大降低了运维人员劳动强度。
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3、智能机器人巡检系统应用中发现问题及解决措施
3.1智能机器人在变电站现场的应用中出现过以下问题
(1)无电池显示及报警功能。机器人在巡检过程中，电量不足够时，在本身及后台无电池显示及报警功能，当电池电量不足时，机器人就随机停留在磁道上，只能等待运维人员去发现并手动推移到充电房进行充电，不能自动回到充电房进行充电。
(2)智能机器人不能实现对设备指针式仪表读数的自动识别。机器人巡检设备仪表时只能拍摄图片而不能对指示仪表如主变、开关、流变油压、油位、SF6压力表、避雷器泄露电流表等的位置指示进行自动判断并在异常时给出告警，设备开关、隔离开关分合位置虽有清晰图像，但均未能识别分合位置。
(3)双向语音功能不够完善。运维人员向机器人下达语音命令存在一定的局限性。
(4)机器人巡检任务设置不合理，巡检任务设置没有结合变电站实际运维需求进行设置，机器人不论白天黑夜都同时进行红外测温和可见光采集。
3.2解决措施
针对智能机器人巡检系统在现场应用中出现的上述问题，我们结合应用站的实际情况积极思考并研究出相关解决措施。
(1)在智能机器人巡检程序中设置电池显示及报警功能，在本地监控站和手柄上增加电池电压显
示，电压低于预设值时在本地监控后台和手柄上声和光提示和报警功能，设置实时采集电池电量信息，并根据巡检路线及巡检任务实时计算电池剩余电量，当前运行时间及后续能运行多长时间，保证自身能自动回到充电房进行自动充电所需的电量并留有一定的余度，安装三维电子地图，巡检过程中实时显示机器人在电子地图上的位置。
(2)提升机器人对可见光图片辨识效果，增加模式识别配置功能，配置模式识别的各项参数，包括仪表识别、断路器分合状态识别、开关状态识别和设备识别等。将可见光图像中开关，仪表尽量在图像中间，避免机器人停靠精度不准确而开关和仪表部分不在图像范围内，进行位置判别，让刀闸图像能在视野中，从巡检图像中选择其中一个作为模板，选择“添加到模式识别配置界面”根据仪表类型选择表盘提取方法和指针提取方法。把虚拟指针放在仪表表盘的中心，与表的中心重合，然后，点击表盘区域中示数0处，然后在虚拟指针示数输入0，“生成模板”，把设置好的模板信息存入数据库，让运维人员在后台调出巡检图片完成现场表计巡查，机器人自动统计站内各类表计一年四季的最大值和最小值并标注，为其图片采集工作提供条件。运用三维电子地图模块，刀闸分合状态显示(与站里刀闸设备的实际状态保持同步)。将目标监视添加到用户监视列表中，巡检数据中可以查询一段时间内检测点的可见光与红外图像，并提供同类对比、对比红外库、启动模式识别等相关功能，最终实现了智能机器人对设备指针式仪表读数及设备状态的自动识别功能。
(3)在智能机器人巡检系统中设置双向语音功能，软件工具栏中设置“打开对讲”，并且切换到“听”状态，系统后台可接收到拾音器收集到的声音并播放;切换到“说”状态，系统后台收集到的声音会传到下位机，并通过机器人的扩音器进行播放，运用该功能可以远程监视现场工作人员工作情况及可以远程指挥现场人员工作行为。
(4)优化巡检任务，将站内实际工作与机器人巡检系统相结合，配置巡检任务具备针对性，提高机器人应用效率。根据日常运维工作需求进行软件开发，设置树形目录巡检任务节点，可根据需要进入巡检任务配置窗口。运行模式分可见光检测，红外检测、全部检测、自动检测四种运行模式。其中，全部检测包括可见光检测和红外检测，自动检测则根据现场需求依据时间自动判断检测模式。运行模式的设置，不仅可以有效地减少电源消耗，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。
4、结语
在变电站中应用智能机器人，可以全方位、全智能地对变电站进行检测和监控，但目前由于我国的智能技术还不成熟，在智能机器人的应用上还存在一定的技术差距，因此在新时期，应该加快科研团队的步伐，采用新型的工业技术，使我国智能机器人在变电站的应用中不断普及。
参考文献：
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[2]鲁守银，苏建军．机器人在变电站设备巡检中的应用[J]．机器人技术与应用，2014，（5）.
[3]周立辉，张永生，孙勇，梁涛，鲁守银．智能变电站巡检机器人研制及应用[J]．电力系统自动化，2011，（19）.
论文作者:许明政,李仲强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
标签：机器人论文; 变电站论文; 智能论文; 设备论文; 人员论文; 系统论文; 功能论文; 《电力设备》2017年第25期论文;