(国网阳泉供电公司检修公司变电运维专业 山西阳泉 045000)
摘要：随着社会的发展，电力工程的发展也有了很大的提高。变电站是电力系统中重要的组成部分之一，它的运行稳定、可靠与否，直接关系到整个电网的可靠性，并且还会对供电质量有一定的影响。这就要求变电站要做好运维工作，而为实现无人值守的目标，可在变电站运维中，对智能巡检机器人进行合理应用。基于此点，本文首先对变电站智能巡检机器人的功能进行简要分析，在此基础上对智能巡检机器人在变电站运维中的应用进行论述。
关键词：变电站；智能巡检机器人；应用综述
引言
机器人技术是我国战略科技产业，涉及自动控制、图像识别、智能学习等一系列高科技。《中国制造２０２５》规划，明确将工业机器人列入大力推动突破发展十大重点领域之一，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用，这将有力促进机器人新兴市场的成长。随着人力资源紧缺与电力设备运维精益化要求的矛盾越来越突出，变电站智能巡检机器人越来越受到重视。国家电网《２０１５—２０２０年电网智能化滚动规划指南》指出，将全面推广应用机器人巡检，实现输变电设备的智能巡检、电网运行状态的实时评估和辅助决策，全面建成具有信息化、自动化和互动化特征的智能电网。南方电网《智能技术在生产技术领域中的应用方案》也明确表明了推广应用变电站智能巡检机器人的工作计划。综上，变电站智能巡检机器人有着广泛的应用前景。
1概述
机器人是21世纪文明科学的高新产物，给人们的生活和工业生产带来了极大的便利。在我国变电站巡检工作中，智能巡检机器人将代替传统的人工巡检，成为未来的主要发展趋势，而且智能机器人的优越性更加明显。使用智能机器人巡视变电站，能够及时获取电气设备的状态信息和其中存在的安全隐患。同时，智能电网的快速发展推动了变电站的智能化管理，使得变电站的无人化成为一种趋势。相比于传统的人工巡检方式，变电站巡检机器人的便捷性、可靠性、经济性尤为突出。
2变电站巡检机器人的优越性
与传统的人工巡检方式相比，变电站巡检机器人将人工智能与互联网相融合，极大地推动了变电站的智能管理。除此之外，机器人的引入大大提高了变电站检测、管理的智能性和安全性，它可以解决传统人工巡检方式劳动强度大、效率低、可靠性低等一系列问题。另外，变电站巡检机器人采用六自由度机器手臂技术，可以在很大程度上减少现有变电站人工带电作业存在的安全隐患，降低由于工作人员不谨慎所引起的人身伤亡事故的可能性。变电站巡检机器人还可以完成“无轨”巡检，即巡检机器人在巡检变电站相关设备时可脱离轨道约束，将巡检范围扩大，从而大大降低了人工巡检角度所带来的误差。考虑到信息保密性能方面的内容，特在通信中端和机器人终端添加加密系统，以防变电站位置被泄露。通过加密系统可以让信息的保密性能得到质的提升。
3应用措施
3.1清理室外环境
巡检机器人在对变电站内的设备进行运维时，在其行进的路线上，可能会存在各种各样的障碍物，为使机器人能够避开这些阻碍，可在机器人上加强超声检测系统。由此，机器人在行进时，可以通过发射超声波，并对回传的信号进行接收，如果路线上有障碍物，机器人便会向后台的控制中心发出寻求指令，并在障碍物移除后，恢复行进。通常情况下，机器人在站内进行巡检时，为其设定的路线上基本不会存在任何障碍物，但是，有些植物的枝叶却延伸到机器人的行进路线上，如果遇到这种情况，机器人便会始终保持开机状态，直至所有电量耗尽，而巡检任务也就无法完成，为此，应及时对机器人的运行环境进行清理，也别是在夏季植物生长旺盛的时期，以免影响机器人的应用效果。
3.2精确测温技术
在双体机器人巡检运动过程中，不能完成零误差的到达待测温点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆无论是机器人每次到达预设点位，执行云台预设旋转角等，均会导致机器人在到达测温点时存在位姿误差。机器人巡检的位姿误差导致了测温目标的偏移或丢失，因而出现测温不准确的现象。而本系统的基于视觉伺服的精准测温技术研究正是如何解决由机器人巡检过程的位姿误差导致的测温误差问题。机器人到达待测温点后，捕捉热成像数据，形成红外图像。依据红外图像对目标进行检测识别，依据图像误差信号控制包含云台、机器人等与机载热成像相关设备的运动校正，实现温度探测位置更精确的目的。基于图像伺服的精准测温技术，有效地防止了机器人在巡检过程中，热成像探测目标丢失的现象。同时，伺服过程中，最大程度地规避了测温目标相邻或背景中设备，有效提高了对细小目标测温的精确度。
3.3机械臂控制技术
机械臂末端路径控制方式主要有以下三大类：第一类是点位控制，简称为PTP控制，它只要求机器人手臂末端能快速准确地从一点到相邻点运动，而对其运动路径不作具体规定。这种控制功能用于搬运、点焊、装配等作业中。第二类是连续路径控制，又称连续轨迹控制，简称CP控制。它不但要求机器人手臂末端从一点到相邻点运动，而且要求所走过的路径是连续平滑的，这就需要插补运算，所以这种控制功能多用于喷涂、弧焊、去飞边等作业中。第三类是移动控制，它包括对移动的路径、速度、目标跟踪、机器人操作机的稳定平衡、越过障碍物及回避障碍物等的控制，这种控制功能多用于作业距离较长或野外作业等需要机器人移动甚至行走的场合。设计坐标转换树，将不同空间的坐标系统进行融合，实现不同空间系统一坐标系统控制。在机器人导航方面，机器人内置地图，通过获取激光测量数据，使用蒙特卡洛方法对机器人位置进行实时定位。在末端控制方面，先通过机械臂控制进行粗略定位，即控制机械臂末端到达预置点位置。此时，由于机器人定位、机械结构、环境等各方面的影响，机械臂末端的位置并不是我们希望的理想位置。通过加入可见光环境匹配，计算出当前机械臂末端位置与预设位置的偏差，根据匹配结果对机械臂末端进行微调，以实现末端精确控制。
3.4提高夜巡安全性
变电站内的电气设备需要24h不间断运
行，所以，巡检机器人常常会在夜间执行任务，由于夜晚的光线较暗，极有可能导致机器人出现意外碰撞的情况，若是在机器人的巡检区域内开启照明设备，则会影响到机器人的视觉，光探头可能会对准照明设施，这样容易使机器人的视觉瞬间空白，失去视觉的机器人极有可能碰撞到其它的设备，为有效避免此此类问题的发生，可将反光器件装载到机器人上，这样能够机器人夜间的运行安全性获得大幅度提升。
3.5红外测温技术
机器人搭载红外热成像仪，可实现对设备红外测温。为了避免环境温度干扰，需要前期对待测温设备进行人工圈图标定。人工圈图过程耗费了大量的调试时间，且随着机器人逐步运行，其导航定位误差和云台误差将影响框图位置准确性。大立科技研发了变电设备自动匹配识别技术，较好地解决了框图偏移的问题，但需要设备与环境温度差异较大，一般建议在夜间开展红外测温。在红外测温技术上，除了需要进一步提升红外测温分辨率和增加自动对焦功能、自动调整温宽功能外，还需要研发红外测温的框图自动纠偏技术和基于红外线的设备识别技术，排除环境温度干扰，提升告警准确性。
结语
随着社会经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，再加上国家对电网发展的大力支持和投入，电力网络朝着自动化方向发展，而变电站巡检方式也将完成一次伟大的革新，由传统的人工巡检逐渐向智能机器人巡检迈进。
参考文献:
[1]胡冬良,丁敬,黄继荣,艾飞,王一博.智能巡检机器人在变电运维工作中的改进及应用[J].浙江电力,2017,36(08):29-34.
[2]胡继军,李帅.变电站智能巡检机器人的相关研究[J].数字化用户,2017,23(38).
[3]童峰,姚沛,肖玥.智能巡检机器人在变电站带电检测中的应用[J].中国科技投资,2017(28).
论文作者:梁建平,高保平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/20
标签：机器人论文; 测温论文; 变电站论文; 智能论文; 误差论文; 障碍物论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第1期论文;