摘要：随着社会的进步，变电站自动化水平也在不断提高，无人值守的现状也越来越普遍，而变电站作为电力系统的关键所在，其安全性对人们的生产和生活都有着重要影响，需要加强对变电站巡检。而传统的巡检方式已经不能满足现代变电站的发展，随着国家推广力度的增加，智能巡检机器人的应用也越来越广泛，机器人巡检也是未来主要的巡检方式。鉴于此，本文主要分析智能巡检机器人应用现状及问题。
关键词：智能巡检机器人；应用现状；问题
变电站是电网的重要组成部分，保证变电站设备的正常运行至关重要。在变电站的日常运行中，为了保证正常供电，及时发现变电站设备安全隐患和设备缺陷，现阶段中国大部分电网还是依靠人工对变电设备进行巡检，人工巡检存在劳动强度大、工作效率低、受人为因素影响大，容易产生误判和漏判等局限性，在超特髙压以及恶劣气象条件下，对巡检人员身心也会产生较大影响。因此，变电站采用巡检机器人代替人工巡检是电力巡检的重要发展方向。国内外在机器人智能巡检方面已做了大量研究工作。
1、智能巡检机器人应用现状及问题
我国最早研究变电站巡检机器人的是山东省电力公司电力科学研究院和山东鲁能智能技术有效公司，从1999年开始，我国便致力于变电站巡检机器人的研究，直到2004年第一台功能样机出现，我国巡检机器人开始起步，随后由于我国综合国力和各项技术的不断提升，巡检机器人的研究和应用都得到了快速发展。目前，在变电站进行巡检的机器人主要有无轨机器人和有轨机器人两种，而无轨机器人的使用范围和应用范围相比有轨机器人更多，主要在室外使用。山东电科院和山东鲁能智能技术有限公司自主研发设计的变电站智能巡检机器人已在全国推广应用388台，服务于29个省的500多个变电站，覆盖110kV到1000kV电压等级，很好的解决了机器人续航问题对巡检的影响，并解决了特高压对机器人通信方面的问题。而国网宁夏电力公司共同研发的户内多维轨道式电力智能巡检机器人，在强电磁干扰和空间不足的情况下也可以对变电站进行巡检。中科院沈阳自动化研究所新研制成功的轨道式巡检机器人，有效弥补了四驱底盘的无轨机器人不能在冰雪天进行巡检的情况，即使下雪，挂冰，机器人也可以进行全天候巡检。
2、智能巡检机器人的组成
2.1、机器人本体
一般来说，机器人本体主要由图像采集系统、语音对讲及应急广播系统、环境检测系统等构成，属于管廊巡检工作顺利进行的关键之一。其中，图像采集系统主要运用具有较高性能的云台摄像机，将高清摄影和热成像相结合，能够保证在照度低的情况下，使拍摄物体清晰成像。球机部分具有六条巡航扫描，可通过预先调试，根据需求设置旋转角度、水平角度等，摄像机开始连续旋转运作，确保没有监控盲区；而语音对讲及应急广播系统则可进行实时对讲，且在此过程中，保证对讲声音保持在110dB之上，声音清晰。与此同时配置镀金震膜咪头，具备较大口径，产生噪音较低，采音范围较广；相应监听范围为5~80m2，可根据实际情况对灵敏度进行调节。一旦发生紧急事故，该系统监测到有火光出现或温度较高，机器人则开启自身具备的报警指示功能。
2.2、智能控制系统
巡检机器人的主要核心内容就是智能控制系统，具备远程控制机器人、信息整合处理的相关功能，主要分为以下几个方面：①智能巡检。在工作人员设计好巡检路线后，机器人开始巡检，并在此过程中，对于其中存在的不足加以调整修改。主要控制方式有两种，即为自动控制与手动控制，两种模式能够进行随意切换。手动控制能够对摄像机、红外热像仪、摄像云台等进行操控，而自动控制操作是针对指定任务而言的，以此进行检测；②告警管理。该控制系统能够实行实时告警，主要是通过短信、邮件、声音等方式，同时能够实现各项数据的查询；③信息采集与数据处理。在巡检机器人完成信息数据、有关图像的采集后，智能控制系统以此为基础，对相应视频进行存储、播放等工作。
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2.3、其它平台
此外，还包括轨道平台、供电平台及通信平台。其中，轨道平台主要组成为工字型轨道，是巡检机器人轨道的关键支撑，其型材经过特殊加工处理，一般分为两种模式：①铝合金导轨。具有美观轻便的特点，但相对而言所耗成本较高；②钢制导轨。与铝合金导轨相比，外观较为丑陋，重量偏重，但其耗费成本较低。总的来说，该轨道需要保证承载重量在150kg之上，并在相距6m的位置上设置轨道固定支架，以此保证轨道的稳定性与安全性。且需充分考虑到空气湿度因素，积极做好轨道防锈措施，推动智能机器人巡检系统的正常运作。
供电平台的设立有效保证了机器人的持续稳定工作，为其提供了充足可靠的电源。通过将电池及分布式接触充电系统科学结合，并在固定距离处安装充电桩，以此提升了充电系统的性能，为机器人连续行走提供了一定保障。
3、智能变电站巡检机器人的应用分析
3.1、巡检机器人智能识别检测功能的应用
在巡检机器人身上安装多种检测装置，就可以实现多种方面的检测和识别，其中巡检机器人一般都会配备可见光摄像机，它可以实现图像、影音的全面采集，另外巡检机器人还可以对信息进行独立地读取、记录、分析以及判断。
3.2、巡检机器人智能巡检分类功能的应用
巡检机器人在进行智能巡检的过程中会有两种巡检模式，一种是全面巡检，另一种是返航模式，除此之外智能化的遥控巡检也是一种方式，有效地巡检工作可以及时排除故障，减少事故发生，具有极强的时效性。
3.3、巡检机器人定位导航功能的应用
巡检机器人不仅可以对外部事物进行检查，它还能够进行自检，在自身的状况进行充分的检测，确定无故障发生的时候就可以进入工作状态，一旦发现故障就会进行报警处理，另外在巡检过程中发现问题就可以采用定位导航功能，来确定故障的位置。总之，变电站巡检机器人近年发展迅速，机器人稳定性和技术成熟度日渐提升，促进了电力行业提质增效，缓解了人力资源紧缺矛盾。随着我国经济不断发展，对电能质量和可靠性要求也越来越高。电力行业也希望加大投入，引进巡检机器人提升工作效率和运维水平。后期机器人应用中，有以下几个工作重点：（1）加快各系统间互联互通。研究机器人系统与电网业务系统（ＳＣＡＤＡ、生产系统、其他智能系统等）的信息交互和业务联动，实现任务一键下达，结果自动上传，状态动态评估等功能。（2）加强关键技术研究。依托机器人平台，加强图像识别与深度学习、红外图像匹配、声音诊断识别，以及导航技术、通信技术等的研发，提升机器人巡视水平。（3）健全完善标准体系。加强业内标准顶层设计，对机器人的结构进行标准设计，运维零部件设计统一的接口标准便于维护检修，对巡检规范和制度制定通用标准，对机器人网络结构进行顶层设计。
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论文作者:贺威,罗伟来,邓传力
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：机器人论文; 变电站论文; 智能论文; 轨道论文; 电力论文; 功能论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第13期论文;