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摘要：介绍分析一种基于移动机器人的设备巡检系统在户外敞开式变电站的应用情况。该系统携带可见光摄像机、红外热像仪、拾音器等传感器，基于巡视路径规划和预设特巡路线规划，以自主或遥控方式对站内一次设备进行巡检，通过图像处理和模式识别，进行设备的例行巡视，代替人工实现设备位置的巡视。
关键词：变电站；巡检机器人；日常使用；分析
0 引言
新疆有很多变电站的地理条件十分恶劣，如高海拔、极寒、大风、沙尘等，只靠人工在室外进行长时间的设备巡视工作十分困难。为了进一步优化变电站设备巡检方式，把智能机器人引入到巡检工作中，解决人工巡视存在劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、管理成本高等明显不足等问题。以下就是对巡检机器人应用难点等问题的详细阐述。
1 实际应用
无人值守或少人值守的变电站，巡视工作是一件非常困难的工作，尤其对偏远地区的变电站，巡视和路程都需要耗费大量的人力和时问;其次，站内设备均为高压设备，人工巡视具有很大的危险性和不确定性。采用巡视机器人系统，值班员可以在主控室或运维班主站对设备进行远程巡视。
在巡检机器人操作软件中通过按照巡视周期编制巡视计划，巡检机器人会再安排在的时间进行巡检，在巡视检查完毕后，会将巡视内容和结果储存在机器人专用工作机内，并可以通过远程访问浏览巡检情况。
图1智能巡检机器人发现异物
巡检机器人在巡视检查过程中，通过预设的路径，对特殊天气后或者事故情况下进行特殊巡视，可以有效地完成巡视任务，并且避免了运维人员可能遇到的风险，从根本上杜绝运维人员因为特殊天气和事故后特巡因现场特殊情况而导致的危险。
2017年4月28日，国网新疆电力公司乌鲁木齐公司运维六班值班员应用智能巡检机器人对220kV钢东变电站进行设备巡视工作，当天下发的巡检任务是：对全站设备进行巡视检查，并对各设备接头进行红外测温。工作结束后巡视报告上传至运维班驻地机器人电脑，运维六班值班员在后台检查机器人巡视结果时，发现上传的图片中，机器人显示为4号主变压器温度表2显示为108.23℃，但后台监控机显示4号主变压器温度并未报警，运维人员立刻到4号主变压器处检查设备实际情况，发现上层油温表上悬挂有塑料垃圾袋，运维人员立刻对设备进行了清理。
通过对这次案例的分析，发现智能巡检机器人在巡视检查过程中利用图片拍摄技术，得到了220kV钢东变电站4号主变压器2#温度表处照片，将照片上传至客户端后，运维人员查阅4号主变压器后台监控中油位显示、监控报警信息等信息，经综合考虑判断分析，4号主变压器2#温度表上有异物，经运维人员到场复检确认后，发现确实有异物悬挂，运维人员与本部门相关负责人讨论后对悬挂物自行处理。
2 实用性分析
实际运用中，增加巡检机器人巡视次数，在保证巡视质量的前提下，有效的减少了值班员在工作中巡视时间占比。并通过长时间的巡检机器人使用，积累了许多巡检机器人工作经验。
在日常工作中巡视班一次例行巡视2个小时，一次特殊巡视1个小时为例，在一个变电站内的机器人每个月将会为运维班节约18个小时的巡视时间，平均一个运维班管辖站有15个变电站，每个月将会节省270个小时时间，将变电站值班员从巡视工作中节约出来的时间去进行其他工作可以大大的减少人力成本。而且使用巡检机器人的巡视工作并不会受如天气环境、人员水平等各种影响，保质保量的完成每一次巡视工作。还有节省值班车辆油料消耗等各种潜在成本。
巡视过程中在提供给值班员众多便利，但是也同样存在一些问题。
比如近几年新疆冬季严寒加之大雪天气，巡检机器人在巡视当中遇到了许多问题。运维站采用浙江国自巡检机器人，肯能是由于设计方对巡检机器人使用环境倾向于当地气候，虽经过一些改造以适应新疆气候条件，但仍存在一些不足。比如在雪后巡检机器人无法进行巡视，要在值班员对站内积雪进行清理后才可以进行巡视。巡检机器人使用环境温度为-25—50摄氏度，但是在冬季新疆室外环境温度可能会远低于-25摄氏度，机器人自身蓄电电池不足以支撑长时间的巡视工作。
巡视工作模式化，按照同样的巡视路径长期巡视后，对于巡视路径中照顾不到的地方，可能存在缺陷或者隐患。为了避免此类问题需要联系厂家对设备巡视路线进行更改，以保证巡视的可靠性。但由于巡检机器人本身的机动性能和穿越性能的局限导致巡视路径只能依赖巡视小道，所以不能做到巡视路径多样化，以便更有利的巡视和采集设备状态信息。
3 巡检器人改进
在使用的过程中，结合自身的需要和外界环境的需要，值班员对巡检机器人进行了一些改造，以适应巡检机器人在运维站的使用。
使用过程中发现巡检机器人智能化水平不足，仅有前后雷达不能识别两侧物体、进行充电时监控机对于设备是否正在进行充电进行识别，并且机器人自身逻辑功能简单，无法达到要求。针对这些问题，变电运维室集中人力，对机器人四周加装雷达，防止机器人在使用中出现意外，在机器人程序中增加充电信息报告、自身发生故障报告、电量不足时自动返回等逻辑功能加强巡检机器人的分智能化水平。
针对低温天气的影响，在机器人内部对机器人的电池系统进行增加保温层，保证在低温天气下机器人仍有相应的工作能力。并在机器人小室内加装电暖器，保证巡检机器人的正常使用。
机器人自身通过性能差、路沿石、石子路面都无法通过，并且路面状况适应性差，雨雪天气时会出现严重打滑情况。针对这些情况值班员对一些路沿石、台阶等路面为其安装了缓坡并在上面覆盖毛毯等材料增大摩擦力以增强其通过性并为多样化其巡视路径提供帮助，并将将巡检机器人的轮胎由光面轮胎改为颗粒状轮胎，以增加巡检机器人的行动能力。
由于机器人“身材矮小”虽然摄像头和红外探测器可以转动方向广，但是对于一些高处的设备观测并不能很好的进行，所以在机器人本身的基础上增加绝缘复合材料摇臂和云台系统，使其在原有的基础上可以按照不同的巡视要求增高。值班员首先在变电站实际测量设备安全距离，将这些信息录入巡检机器人巡视软件当中，防止摇臂升降导致误碰触带电部位。
4 结语
智能巡检机器人代替人工完成变电站检测中的急、难、险、童和重复性工作。智能巡检机器人代替人工巡检将呈常态化，并将值班员从繁重的工作中”解放”出来，将开启变电站巡检智能化时代。
参考文献
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论文作者:王学民
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/23
标签：机器人论文; 变电站论文; 值班员论文; 设备论文; 工作论文; 路径论文; 人员论文; 《基层建设》2017年第31期论文;