关键词：变电站；巡检机器人；具体应用
引言
我国变电站巡检机器人的起步相对较晚，但是经过科研人员的研究与分析，使得变电站巡检机器人在具体的发展相对较快，也较为顺利，部分技术，如模式识别、导航定位和智能分析等技术，已经取得国际领先水平，对变电站巡检机器人的普及具有积极意义。当前，国内诸多电力企业均对变电站巡检机器人应用技术进行利用，并将其与其他技术相融合，形成了智能型系统，如视觉模式识别、多传感器融合等技术，为变电站的稳定运行奠定了基础。
1变电站巡检机器人的系统分析
变电站巡检机器人是一种符合当前变电站无人值守需求的重要系统，有效地改善了传统变电站巡检工作，能够减少人工劳作强度，并提高巡检效率，符合变电站发展需求。在具体系统构建中，所涉及的内容包括移动站和基站。其中，移动站是实现巡检的关键，主要有移动车体、移动运动控制系统、信息传递系统。在工作过程中，由移动站实现对变电站电气设备信息的采集，并借助通信系统，将所采集的数据信息传递到基站。基站则包括监控主站、网络集线器、交换主机、打印机等设备，它不仅可以实现对所采集数据的分析，还可以实现对移动站的管理和控制等，其对巡检机器人的有效运行具有积极作用。在巡检机器人系统的基础上，需要保障巡检机器人具备合理的巡检方式，其中选件方式可分为全自主定时巡检和远程遥控巡检。每种巡检方式均具备其相应的特点：（1）全自主定时巡检。这种巡检方式是预先設定巡检时间和巡检线路，待达到预定时间后，巡检机器人则可按照预定设计的轨迹进行巡检。当巡检机器人精确地停靠在预先设定的位置后，实现对设备的检测，并传输设备的状态信息。巡检完成后，机器人自动回到充电室充电。（2）远程遥控巡检。远程遥控巡检是借助鼠标或键盘实现对机器人的控制，使之脱离预先设定的运行轨迹，并达到目标位置。可借助调整云台、可见光和红外摄像仪等实现对电气设备的检测，并实现信息的远程传递，进而实现远程遥控巡检。2种巡检方式各自有各自的优势，通常情况下联合使用。在特殊情况下需要对特定设备进行巡检时，则使用远程遥控巡检，通常选择全自主定时巡检。从而保障变电站巡检机器人的功能性与可靠性，降低电气设备的安全隐患，实现变电站的整体服务能力提升。
2变电站智能巡检机器人应用
2.1加强功能，定期清洁
智能机器人在变电站的主要工作是巡检，即巡视及检查。巡检工作的重点在于要勤、要细、要全面。所以要求变电站的智能机器人要具有可视化功能，不仅能在夜晚进行巡检工作，还能对检查的数据进行整理归纳，完全满足工作要求。智能机器人的可视化功能主要分两部分：在可见光下巡视和夜晚的红外测温。除了对机器人的可视化功能进行加强以外，要组织运维人员定期对机器人的摄像头及站内表计表面进行清洁维护，保证数据读取清晰可靠。
2.2躲避障碍，自主充电
智能机器人一般采用激光视觉传感器或超声检测系统进行导航及路线选择，保证机器人在工作环境下不因撞击障碍物受损。激光视觉传感器是指机器人能通过激光来导航、定位及躲避障碍；超声检测系统是指机器人能通过发射超声波锁定障碍物，如果行进中遇到难以躲避的障碍物，机器人会向后台控制中心发出信号，控制人员来清理障碍物。这样的系统不仅能够使机器人在投入工作时有效避开各种障碍，还不需要建设特殊的机器人通道。另外，对于机器人避障功能可以进行优化改进，将目前机器人遇到障碍停留在原地的现象改为遇障后重新规划巡视路线，默认目前巡视路线有工作围栏自行选择其他路线继续执行巡视任务；对于机器人的电力续航问题，可以安装自主充电装置，在电量低于设定值时，机器人可以自主充电。
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2.3生成图谱，提高效率
在变电站的日常运维中，智能机器人除了具有巡检的功能性之外，还具有周期性，这种周期性是人为设定的，通过对智能机器人设置定时任务，对监测到的数据进行周期性采集。例如，某一变电站将任务分为四个区域，任务周期设置为一天，每个区域的智能机器人在白天进行可见光巡视，通过对油位计、温度表、电流表及计数器等进行拍摄捕捉，形成可见光图谱；其在夜晚进行红外测温任务，如在不同设备的不同位置设置检查点，全方位进行红外监测，也要形成相应的红外图谱。对于传统的人工巡视，智能机器人的应用无疑带来了很多便利，不仅能把运维人员的双手从采集及整理数据中解放出来，还能增加数据的可靠性，提高了运维工作的效率，也提升了工作的质量。
2.4灵活运用，缺陷跟踪
针对变电站出现的问题应将智能机器人灵活运用，充分发挥其在实际工作中的作用。目前变电站机器人的图像识别功能只能通过后台系统界面查看，如果现场需要使用机器人对某设备进行巡视检查，就无法在现场进行查看数据及分析报告，可以在机器人本体安装触摸型显示屏，就像手机屏幕一样实现现场的数据查阅；另外对于机器人巡视发现的异常或数据识别误差引起的异常报告信息，目前只能通过后台系统查阅，还无法实现移动互联的数据在线告警或提示，可以增加机器人实施巡视数据异常告警传送到指定的手机或移动端平台进行监控；对某些故障问题进行处理时，可以在压力表旁派遣机器人，对缺陷进行跟踪，查看压力的实时情况及设备的压力变化等，使维修人员能清晰准确的看到该设备压力的实时变化数据，针对变化掌控维修进度，既增强了数据的可观性，也减少了人力物力的浪费，提升问题处理速度，为设备的维修汇报总结工作提供数据，充分利用机器人解放人力，提高工作效率。
3发展趋势
变电站巡检机器人未来发展重点将会集中在以下几个方面。（1）小型化、轻量化：目前机器人在变电站巡检道路上因体积较大引起的移动或转向不灵活，影响探测效率。小型化的机器人本体设计已经成为一个趋势，国内一些公司和研究机构已经率先开发了几款小型的巡检机器人。机器人拥有小型化的本体，减轻了自身的重量，功耗降低，机动性增强，具有更加良好的环境适应能力，同时也节约了研发的成本。（2）激光和视觉SLAM导航相结合，各取其优势处，在弱光环境下使用激光SLAM进行辅助，同时VSLAM在强光范围获取丰富的纹理信息为激光SLAM提供点云匹配。（3）不停车巡检：目前机器人的巡检过程为停车巡检，其一般需要以下几个步骤。走到预位置，调整摄像头位置进行数据采集，采集完成后走到下一位置。这一个过程无疑在整个变电站设备巡检中浪费了大量的停车采集图像的时间。若要不停车巡检，则需解决巡检机器人行进过程中因云台抖动造成目标图像失真模糊、障碍物难以捕捉等问题。这一改进方法具体解决方案可以通过改进图像识别算法的研究以及增加车辆本体避震结构的设计来减小车辆移动、震动对图像摄取的影响。
结束语
综上所述，变电站设备是保障变电站稳定运行的基础，但是在实际的运行中，其容易受到多种因素的影响而处于不良状态，进而导致设备的安全性问题，甚至威胁变电站的功能性与可靠性。而变电站巡视机器人应用技术则可代替人工巡检的方式，其具有极高的效率，可以实现自动化巡检，对提高设备稳定性具有积极意义。基于此，本文展开对巡检机器人应用技术的分析，旨在推动变电站的服务能力，为相关人员提供参考。
参考文献
[1]周立辉，张永生，孙勇等.智能变电站巡检机器人研制及应用[J].电力系统自动化，2011，35（19）：85-88.
[2]杨旭东，黄玉柱，李继刚等.变电站巡检机器人研究现状综述[J].山东电力技术，2015，42（01）：30-34.
[3]梁永强.智能巡检机器人应用现状及问题探析[J].山东电力技术，2018（02）
论文作者:任国毅
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
标签：机器人论文; 变电站论文; 智能论文; 数据论文; 设备论文; 工作论文; 功能论文; 《当代电力文化》2019年14期论文;