摘要：变电站智能巡检机器人主要用于代替人工完成变电站检测中遇到的急、难、险、重和重复性工作，它有效弥补了传统变电站检测质量分散、手段单一、智能化水平低等不足，现重点阐述了变电站智能巡检机器人的应用功能，为电力系统无（少）人值守和智能变电站提供了一种有效的智能化检测手段。
关键词：机器人；智能巡检；辅助检测手段
1.变电站巡检机器人简介
变电站巡检机器人能够替代人工对室外变电站进行必要的巡视巡检。智能巡检机器人具备多个高科技技术，主要为可见光CDD、红外热像仪等，通过这些技术对变电站的设备、线路进行实时的巡检，以远程遥控或按照规定线路自动检测的方式，替代人工对高压设备进行检测，能够及时有效的发现变电站内设备的各类问题，给变电站工作人员提供及时、准确的事故预兆，提前发现故障隐患。
变电站当中的巡检工作具备重复性高、严密性强、危险性高以及紧急性高的特点，以人工进行巡检很难满足各项要求，并且会有一定的安全隐患。对此，机器人的应用有效地消除了这些隐患，利用机器人所具备的红外热像仪、监控收音技术以及可见光CDD摄像技术对室外高压设备、线路进行实时的巡检。同时，机器人的巡检工作可以独立于工作人员进行，能够依据程序在某个时间段，在无人值守或无人操作的情况下对高压设备进行有效的巡检。机器人还能够有效地辅助工作人员对室内、外设备进行故障分析，对带电设备的异物悬挂、热缺陷等问题进行实时检测，分析故障原因，发现故障地点，从而提升维修人员的维修效率，从而起到事半功倍的效果。
2.智能巡检机器人的运行功能
2.1 智能识别检测功能
智能巡检机器人配备可见光摄像机、红外热成像仪和拾音器等检测设备，并能将所采集的视频和声音上传至本地监控后台及远程集控后台。智能巡检机器人搭载高清摄像头，具备自动对焦功能，支持遥控拍照、摄像和定时、定点自动拍照、摄像，能够对有读数的表盘及油位表计进行数据读取，自动记录和判断，并提出报警，读数的误差小于5%。智能巡检机器人搭载拾音器，能够对设备运行噪声进行采集、远传、分析。智能巡检机器人搭载红外热像仪，具备自动对焦功能。智能机器人巡检系统的红外检测系统能对变压器、互感器等设备本体以及各开关触头、母线连接头等的温度进行实时采集和监控，并采用温升分析、同类或三相设备温升对比、历史趋势分析等手段，显示影像中温度最高点位置及温度值，能按照要求对电流致热型和电压致热型缺陷或故障进行自动分析判断，并提出预警。
2.2 智能定位导航功能
智能巡检机器人具有自主充电功能，能自动开启、关闭充电房门，并与充电座配合完成自主充电。智能巡检机器人启动会对常用模块、电池模块、网络连接模块、安全模块进行自检，当任一模块发生异常时，警示灯亮，并将故障信息上传到本地监控后台，本地监控后台会发出警报声。智能巡检机器人具有定位导航功能，能够按照预先设定的路线和停靠位置进行激光自主行走和停靠巡线。超声停障功能：智能巡检机器人采用超声传感器实现停障，机器人能自动探测周围环境，当识别到在巡检路线上存在障碍物且不能安全通过时，能自动停车并报警；在行走过程中遇到障碍物能及时停止，在全自主模式下障碍物移除后能恢复行走。一键返航功能：不论机器人处于何种巡检状态，只要操作人员按下本地监控后台的自主充电按钮，机器人就能中止当前任务，按最短路径返回。
2.3 自主巡检监盘功能
智能巡检机器人支持全自主巡检和遥控巡检两种模式。全自主巡检模式包括例行全面巡视和特殊专项巡视两种方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例行巡检方式下，系统根据预先设定的巡检内容、时间、周期、路线等参数信息，自主启动并完成巡视任务；特巡方式由操作人员选定巡视内容并手动启动巡视，智能巡检机器人可自主完成巡检任务。遥控巡检模式由操作人员手动遥控智能巡检机器人，完成巡视工作。巡检过程中，智能机器人能够以全自主、本地或远方遥控模式代替或辅助人工进行巡检，按设定规划的巡检点，巡检内容包括采集设备、仪表、环境温度、湿度、气压、降水量、风向、风速等数据，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。同时，系统集巡视内容、时间、路线、报表管理于一体，实现了巡检全过程自动管理，监控后台能查阅巡检历史记录，实时采集高清视频并上传至本地监控后台，能自动识别仪表读数（读取数据准确率≥95%），并能够提供数据分析与设备状态诊断决策支持。
3.智能巡检机器人在变电站中的运维应用
在变电站中，巡检机器人具备三种巡检技术，主要为机器视觉功能、设备热缺陷鉴别以及红外测温技术。
机器视觉功能主要是对图像进行处理，并将无关紧要的“杂质”去掉，消除因自然环境而导致的图像模糊，例如光照、雨水、雪花等，从而提升巡检图像的清晰度。在处理掉“杂质”之后，再对图像进行高精度匹配以及物体识别处理，能够有效地对设备进行主动识别，并对设备的状态进行识别，主要能够检测出设备的油位计表位、仪表数值、刀闸开合情况以及外观情况等；设备热缺陷识别功能主要是通过红外检测功能对互感器、变压器等设备进行检测，分析这些设备的母线连接头、开关触头的温度，并利用温度升上情况以及同类设备的温度差进行对比，从而分析出设备的温度变化是否异常，并对该设备是否故障进行评估，如果发现数据异常并且能够确定设备故障，则会自动报警，从而提醒维修人员进行及时的维修；红外测温技术主要是在红外图像识别中，利用红外测温技术对设备或区域的温度进行检测，分析各个设备、区域的温度差异情况，并与历史数据进行分析、对比，从而保障温度巡检的有效性、可靠性。
在机器人巡检之前，可以在系统当中录入变电站的设备分布、场地详细图、所需要巡检设备的分布图以及巡视线路图，从而使机器人依据预先设定的线路进行巡视检查，更加便利的对变电站内设备、电路进行运维管理。
智能机器人能够在日常巡检工作中替代人工对变电站内设备、线路进行有效巡检，可以以自动、本地或远程遥控的方式及时发现故障问题。巡检过程中能够测量设备的噪音、温度、设备的外观、仪表数值以及刀闸开合情况等，其具备高客观性、高标准化、高智能化以及多样化的巡检特点。在巡检过程中，能够形成时间、线路、巡视内容以及报表管理为一体的管理日志，从而实现全程巡视管理、监控，给操作人员提供及时、可靠的设备信息，给运维管理人员提供可靠的数据分析与决策支持。
4.总结
变电智能巡检机器人解决了人工巡检存在的劳动强度大、效率低、检测质量分散、手段单一等问题，弥补了巡检后无法将人工检测数据准确、及时传送至生产管理信息系统实现数据共享等不足。变电智能巡检机器人作为变电站设备巡检的重要辅助工具，是人工智能技术的扩展，它能自动完成日常设备巡视、红外测温、倒闸操作前后装备状态检查、极端气候巡查等工作，从而大大提高变电站设备巡检效率和质量，降低变电运维人员劳动强度和工作风险，提升变电站智能化水平，为变电站无人值守提供强大技术支撑。
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论文作者:赵捍东1,李洁2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/12
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