(国网山东省电力公司检修公司济宁运维分部 山东济宁 272000)
摘要：集控式电缆沟盖板板开启支架可以实现就地或远程一键控制现场电缆沟盖板板。它可以在解放劳动力的同时，发挥出提升工作效率的作用。也可以提供在后台控制系统对盖板开启状态进行实时监控的方式，实现了现场工作的人工智能化。如集控式电缆沟盖板的应用，可以发挥出提升人工智能化水平的作用。在对无人值守变电站进行远程控制和监视的同时，人员无需去现场就能完成该项工作，因而变电站电缆沟电动盖板具有着节省大量人力、物力和时间的作用。本文主要从自动电缆沟系统与巡检机器人应用于变电站的作用入手，对变电站电缆沟电动盖板的设计与工作流程等问题进行了分析。
关键词：变电站；电缆沟；集控式电缆沟盖板板
前言：电缆沟是变电站敷设电缆的地下专用通道，是变电站中不可或缺的基础设施。一般情况下，它主要用来放置电缆和保护电缆。电缆则是变电站的神经脉络，起传输能量和信号的作用。现有管理规定中规定，在汛期，要对电缆沟进行足够的通风晾晒，保证沟道内环境满足要求。传统工作模式下，维护人员需要借助撬棍、吸盘等工具进行开启盖板，现场工作复杂，流程繁琐，而且盖板重量较重，开启不便，并且无法对盖板实际开启情况进行管控，无法及时响应。
1、变电站自动电缆沟盖板系统与巡检机器人的应用的作用
自动电缆沟盖板配合智能机器人的巡检方式是保障变电站正产运行的有效方式。根据变电站的实际工作情况，在智能化机器人应用于变电站巡检工作以后，人们在借助巡检机器人完成地面巡视作业的同时，也需要完成盖板路下的防火点的测温工作[1]。自动电缆沟盖板与智能机器人之间的结合，有助于智能机器人检测范围的拓展，进而为变电站的正常运行提供保障。在变电站自动电缆沟盖板与巡检机器人应用于变电站运维巡检工作以后，人们可以根据检测机器人到检测位的信号，确定电缆沟盖板的开闭，进而借助客户端电脑远程控制信号和过电控柜开关控制箱号执行开闭动作。上述开闭动作实施方案可以满足机器人在盖板下的防火点的测温要求，也可以在满足日常维护的需求的基础上，避免机器人通过盖面跌落问题的出现。
2、自动电缆沟盖板系统的测试分析
根据电缆盖沟的实际应用需求，电缆沟盖板需要采用基于自动升降的工作方式。如果自动电缆沟盖板采用的是自动升降模式，盖板的抬起角度需要控制在350mm（含350mm）以上。假定电缆沟盖板采用的是抬起方式，盖板的翻起角度需要控制在71°以上（含71°）。以单边际为核心控制器件的升降动作控制方式可以在电缆沟盖板的升降过程中得到应用。在单片机技术应用于自动电缆沟盖板系统以后，人们可以借助以单片机为核心的控制器件接收以下信息：一是来自客户端计算机的远程控制信号；二是无线遥控器控制信号；三是过电控柜开关控制信号；四是机器人到达升盖位置的信号。总线联网机制在自动电缆沟盖板系统中发挥着重要的作用。为保证总线联网机制的控制能力，人们可以将网线连接技术应用于远程通信系统之中。
2.1自动电缆沟盖板的构成
集控式电缆沟盖板板开启支架由基座、电动推杆、盖板支撑架、动力系统、集中控制系统等部分组成[2]。盖板基座放置于电缆沟上部，与电缆保持足够距离，不会碰触电缆；电动推杆下部与基座固定连接，上部与活盖板支撑架活动扣连接，可通过调节锁扣点实现盖板高度的调节；集中控制箱全密封设置，留有看窗，可随时查看箱内设备情况，并能进行有线或无线上传电缆沟状态信号，实现后台信号显示。
盖板的规格可以与站内设计规格相同，它可以同支撑架无缝隙安装，且硬度及封闭性满足盖板基本要求。根据支撑架的安装过程，支撑架上有明显的固定点，人们在支撑架安装过程中，需要将盖板放置在盖板支撑架上。一般情况下，盖板可不借助工具进行拆下；电动推杆与支撑架以活动扣连接，可随意调整距离和高度，便于组装、拆卸和调节开合角度；起固定作用的基座采用不锈钢或镀锌板制作，具有防腐防锈，便于长时间室外使用的功能。
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集中控制系统是集控式电缆沟盖板板开启支架的中枢控制系统。它包括现场集中控制箱和后台控制系统等多种系统，可实现全站集控式电缆沟盖板板开启支架的统一控制，实现盖板一键启闭，降低工作时间，满足平时通风晾晒工作要求；集中控制箱放置在室外，可以手动控制盖板智能启闭装置，并能对现场的开启状态进行信号收集，并进行有线或无线上传后台控制系统；后台控制系统，可以实现远程控制站内盖板智能启闭装置，并对盖板启闭状态进行实时显示，方便人员查看和控制。
为保证变电站巡视人员或巡检机器人能在电缆沟上面正常通过，在该装置上还可以加装距离传感器，电缆沟盖板板开启后，当有人、机器人或其他物体靠近时，该传感器会在自动感应的基础上，自动对盖板进行关闭，保证人员或机器人顺利通过。
2.2电缆沟盖板与巡检机器人协作工作流程
电缆沟盖板的工作过程始于机器人到达盖板升降位置以后，在光电传感器感受到相关信号以后，系统通过将相关信息传送给单片机的方式，控制盖板的上升。在盖板上升至指定位置以后，限位开关信号需要将信号传送至单片机，由单片机控制电机的停止。上升到位信号也是机器人工作状态的重要影响因素。在检测到上升到位信号以后，机器人需要对沟盖下方的电缆进行温度探测，并在探测完成以后，将数据传送至计算机的控制端。在智能机器人完成测温动作以后，人们可以借助单片机对电机的反方向运动进行控制。根据变电站巡检工作的实际情况，在盖板下降至限定位置以后，人们需要让限位开关发挥传送下降到位信号的作用。此时单片机会在接收下降到位信号以后，停止电机运转，此时安装有光电检测器的机器人会从盖板上前进。单片机响应来自遥控器、远程客户端和电控柜开关发来的升降信号的方式与上述措施之间存在有一定的相似性。在电机出现故障的情况下，单片机可以借助网线，将电机故障信息传送至远程计算机控制端，此时机器人每隔5min会进行一次运动状况自检，在机器人电量难以维持其正常工作能力的情况下，人们需要对智能机器人进行及时充电。
2.3自动电缆沟盖板系统的运维测试
在电缆沟盖板应用于变电站以后，相关人员需要定期对其主要性能指标进行测试。如起降盖时间、沟盖到位反馈情况、沟盖与主机之间的通信情况与机器人通过沟盖的情况是运维测试所涉及到的主要内容[3]。根据相关的技术指标，起降盖时间需要控制在20s以内，到位反馈为稳定反馈。从自动电缆沟盖板的实际情况来看，在300次起降盖开启过程中，280次开启时间在12s以内，12次开启时间在12-15s以内；7次开启时间在15-20s。仅有1次开启时间超过20s。在沟盖到维护反馈方面，300次开启过程所反映的信息均为盖板起降到位。在对盖板与主机之间的通信情况进行分析以后，我们可以发现，300次测试过程中仅有一次存在一定的数据错误。在300次检测过程中，机器人也全部通过沟盖。因而本文中所阐述的变电站电缆沟电动盖板运维测试结果符合相关技术要求。能够实现电缆沟盖板板一键开启、远程控制、后台信号显示等功能，并能根据周围环境进行自动开启等多项智能化设计，实现人工智能。
结语：自动电缆沟盖板与智能机器人之间的结合，有助于智能机器人检测范围的拓展，进而为变电站的正常运行提供保障。根据电缆盖沟的实际应用需求，电缆沟盖板需要采用基于自动升降的工作方式。变电站电缆沟电动盖板可以通过精确的机械设计和通信技术设计，能够实现电缆沟盖板板一键开启、远程控制、后台信号显示等功能，并能根据周围环境进行自动开启等多项智能化设计，进而实现人工智能。
参考文献：
[1]葛青青,王笑棠,闫东.变电站电缆沟盖板板在智能机器人巡检中的应用与技术分析[J].自动化应用,2018(01):142-143.
[2]刘渝根,成文杰.变电站电缆沟内接地导体对腐蚀诊断的影响[J].高电压技术,2014,40(02):505-512.
[3]薛芳.变电站电缆沟防潮盖板改造[J].农村电工,2013,21(12):24.
论文作者:盛智宇,邵长坤,刘成为,王鑫,杨洲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/9
标签：盖板论文; 电缆沟论文; 变电站论文; 机器人论文; 信号论文; 支撑架论文; 单片机论文; 《电力设备》2018年第7期论文;