变电站智能巡视机器人系统的运维分析

变电站智能巡视机器人系统的运维分析

侯欣然高洋姜仆壮

国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司辽宁朝阳122000

摘要：电力行业的持续、稳定运作是保障各个行业发展的必要前提。随着科技的发展，变电站中的巡检从人为巡检转变为智能机器人巡检。在日常巡检过程中，会通过各种科学手段，对变电站中的各个设备、线路进行安全、有效的巡检，从而保障变电站的持续、可靠运行。

关键词：变电站；智能巡视；机器人系统；运维分析

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智能巡检机器人基本功能

变电站智能巡检机器人系统分为基站系统层和移动站系统层两部分。

基站系统层主要由无线网桥和监控计算机组成，主要功能是动态显示机器人当前采集的可见光图像和红外图像，自动采集和存储可见光图像和红外图像，并经行分析和处理，实时显示机器人当前的方位和运动状态，显示机器人的电源状态，并进行分析和异常报警，查询机器人现场采集的历史数据，并进行对比分析，提供友好的操作界面，完成机器人监测功能，为机器人运行提供相应的命令及环境信息。

移动站系统层主要由电源系统、导航系统、检测系统、控制系统、通讯系统以及运动系统六部分组成，主要负责导航定位信息的采集处理，按照预先设定好的巡视路线，自动完成巡视任务，在预设点自动定位、自动采集可见光图像和红外图像，上传至基站，完成巡视任务后自动充电，在迅速过程中遇到障碍物时自动停车，并进行报警。主要组成部分为：机器人本体和充电箱。

智能机器人的运行模式分可见光检测、红外检测、全部检测三种，在基站系统层可以对智能机器人的运行模式进行控制，可见光检测主要针对白昼时间，红外检测主要针对夜晚时间，全部检测主要针对实际测试需要同时进行可见光和红外检测。运行模式的设置，不仅有效地减少了电源消耗，增加了机器人的使用时间，而且可以保护强光下的红外热像仪等设备，延长了设备的使用寿命。

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智能巡视机器人主要应用技术

4.1日常巡检内容全面智能巡检机器人能够以全自主、本地或远方遥控模式代替人工进行变电站常规巡检；巡检内容包括设备温度、设备外观、刀闸开合状态、仪表、设备噪声等，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；系统集巡视内容、时间、路线、报表管理于一体。实现了巡检全过程管理，并能够提供数据分析与决策支持。

4.2巡检技术先进

4.2.1红外测温采用模式识别技术。首先从红外图像复杂背景中识别出需要进行温度检测的设备或区域，再进行最高温度的读取，保证了温度检测的精确性和有效性。

4.2.2具备设备热缺陷判别和自动报警功能。红外检测系统能够对变压器、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检测，并采用温升分析、同类或三相设备温差对比、历史趋势分析等手段，对设备温度数据进行智能分析和诊断，实现缺陷的判别和自动报警。

4.2.3具备机器视觉功能。经图像预处理和滤波技术，消除室外环境雨雪、光照等对设备图像清晰度的影响，再通过设备图像精确匹配和模式识别技术，可进行设备外观状态的自动识别，包括外观异常、刀闸分合状态、仪表读数以及油位计位置等。

4.3巡检控制方便

在机器人巡检前需要根据变电站场地设备布置情况编制厂站巡视策略线路图，通过预埋磁轨道实现巡视路线的导航定位。

4.4监控系统联动

机器人巡检系统提供与站内监控系统和信息一体化平台接口，能够与监控系统协同联动；在设备操控和事故处理时，通过最优路径规划自动移动到目标位置，实时显示被操作对象的图像信息，进一步保证整个过程的可靠实施，减轻工作人员劳动强度；在进行一键顺控智能操作时，机器人可通过模式识别技术，对开关位置进行自动识别，实现被控设备控前及控后位置的自动校核。

结束语

通过对变电站智能巡视机器人系统运维的相关研究，我们可以发现，其系统的特性决定了其在运维方面的关键性，有关人员应该结合其客观应用环境，充分利用其多项技术优势因素，研究制定最为符合实际的运维实施对策。

参考文献：

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