摘 要：傳統(tǒng)的隧道內(nèi)電纜巡檢存在隧道陰暗密閉、通風(fēng)困難，人工巡檢效率較低；運(yùn)行電纜隨時(shí)可能發(fā)生故障，威脅員工人身安全；現(xiàn)有消防系統(tǒng)效率低，電纜隧道一旦著火會(huì)造成較大損失；現(xiàn)行的在線監(jiān)測(cè)取樣單元布置離散，且各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)彼此孤立，對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知過(guò)于片面等問(wèn)題。創(chuàng)新使用智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交直流共用的海底電纜隧道及電纜線路的智能化管理，向著電網(wǎng)智能化，運(yùn)維精益化的目標(biāo)扎實(shí)推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：隧道電纜；智能；巡檢；機(jī)器人

一、引言

福建地處沿海城市，隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，海底隧道電纜數(shù)量不斷增加，但隧道內(nèi)電纜巡檢方式存在以下四大難點(diǎn)：（1）隧道陰暗密閉、通風(fēng)困難，人工巡檢效率較低；（2）運(yùn)行電纜隨時(shí)可能發(fā)生故障，威脅員工人身安全；（3）現(xiàn)有消防系統(tǒng)效率低，電纜隧道一旦著火會(huì)造成較大損失；（4）現(xiàn)行的在線監(jiān)測(cè)取樣單元布置離散，且各監(jiān)測(cè)系統(tǒng)彼此孤立，對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知過(guò)于片面。

為解決上述問(wèn)題，莆田供電公司創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從海底電纜隧道巡檢的工作難點(diǎn)出發(fā)，建立了一套智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交直流共用的海底電纜隧道及電纜線路的智能化管理，向著電網(wǎng)智能化，運(yùn)維精益化的目標(biāo)扎實(shí)推進(jìn)。

二、智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

（一）系統(tǒng)組成

智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)備組成分五個(gè)方面：（1）軟件平臺(tái)：多功能遠(yuǎn)程綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)；（2）軌道總成：由吊裝軌道、定制彎道、井口穿越附件等組成；（3）供電平臺(tái)：基于非接觸感應(yīng)供電的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分；（4）通信平臺(tái)：通過(guò)漏波電纜傳輸?shù)臒o(wú)線通信子系統(tǒng)；（5）智能巡檢機(jī)器人：包含有車載自動(dòng)控制子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程遙控子系統(tǒng)、視頻成像及紅外熱成像子系統(tǒng)、交互對(duì)講廣播子系統(tǒng)、消防滅火子系統(tǒng)、溫濕度、有害氣體及空氣含氧量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、避障及保護(hù)子系統(tǒng)。

（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)分3個(gè)層次：監(jiān)測(cè)層、數(shù)據(jù)層和展現(xiàn)層，借鑒大數(shù)據(jù)系統(tǒng)模型構(gòu)建思路，監(jiān)測(cè)層通過(guò)各類設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，傳輸給數(shù)據(jù)層進(jìn)行分析，最終通過(guò)展現(xiàn)層直觀呈現(xiàn)給使用者。其結(jié)構(gòu)示意圖如表1所示。

（三）系統(tǒng)的主要功能

1.智能機(jī)器人的主要功能：

（1）巡視、檢測(cè)：機(jī)器人可沿軌道進(jìn)行三擋調(diào)速的自動(dòng)巡檢及智能避障，也可以智能通過(guò)防火門(mén)，pick-up單元能從軌道上感應(yīng)取電，可見(jiàn)光攝像機(jī)及紅外成像儀可實(shí)時(shí)同傳視頻及紅外畫(huà)面，各類傳感器可采集隧道狀態(tài)量。

（2）消缺、應(yīng)急：機(jī)器人與隧道內(nèi)火情報(bào)警器聯(lián)動(dòng)，定位跟蹤熱源，第一時(shí)間趕赴現(xiàn)場(chǎng)，將各類數(shù)據(jù)發(fā)送回指揮中心；消防舵機(jī)與熱成像儀聯(lián)動(dòng)，調(diào)整朝向?qū)?zhǔn)火源，自動(dòng)精準(zhǔn)滅火。

2.綜合平臺(tái)的主要功能：

機(jī)器人系統(tǒng)與隧道內(nèi)水位、光照、溫度、護(hù)層電流等分布式傳感器共同采用IEC104協(xié)議接入電纜綜合監(jiān)測(cè)平臺(tái)，構(gòu)建隧道物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)交互。同時(shí)，平臺(tái)整合各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)高效協(xié)同，全流程可控。

三、結(jié)束語(yǔ)

海底隧道電纜智能巡檢機(jī)器人全面融入缺陷預(yù)警、事故研判、過(guò)程溝通、安全監(jiān)督、復(fù)后跟蹤等檢修全流程，全面提升運(yùn)檢管理穿透力，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)巡檢和自動(dòng)、快速處置缺陷及火情，提高了隧道巡檢效率與效果，保障巡檢及應(yīng)急處置安全，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)技術(shù)的“智造”融合應(yīng)用，為確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]陳中偉；肖華；吳功平；；高壓巡線機(jī)器人電磁傳感器導(dǎo)航方法[J]；傳感器與微系統(tǒng)；2006年09期

[2]張運(yùn)楚，梁自澤，譚民；架空電力線路巡線機(jī)器人的研究綜述[J]；機(jī)器人；2004年05期

[3]王會(huì)方；朱世強(qiáng)；吳文祥；一種無(wú)模型的機(jī)器人非線性輸出反饋控制[J]；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)；2011年05期

[4]張凱；基于多智能體的機(jī)器人系統(tǒng)通信技術(shù)的研究[D]；南京理工大學(xué)；2004年

[5]吳德烽；計(jì)算智能在三維表面掃描機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D]；大連海事大學(xué)；2010年

作者簡(jiǎn)介

徐麗紅（1978.7）女，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事電力通信建設(shè)、運(yùn)維和管理方面工作。

（作者單位：國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司）