陳彬

摘 ? 要：隨著導(dǎo)航定位技術(shù)在電力行業(yè)的不斷應(yīng)用，變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用日益廣泛，與此同時(shí)，變電站是電力行業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是對(duì)電能進(jìn)行分配與轉(zhuǎn)換的樞紐，因此對(duì)變電站進(jìn)行長(zhǎng)期巡檢是必不可少的。本文主要分析變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)，為改善我國(guó)變電站巡檢現(xiàn)狀，提高工作效率、降低生產(chǎn)成本，并對(duì)巡檢機(jī)器人技術(shù)以及其適用性進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：變電站 ?巡檢機(jī)器人 ?關(guān)鍵技術(shù) ?適用性研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63;TP242 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0135-02

1 ?變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀

變電站的安全運(yùn)轉(zhuǎn)不僅決定了我國(guó)百姓的日常工作與生活，更決定了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此變電站的日常巡檢以及特殊巡檢都是必不可少的。變電站的巡檢能有效避免設(shè)備的故障發(fā)生，還對(duì)變電站以及周邊線(xiàn)路提供穩(wěn)定的保障。傳統(tǒng)的巡檢方式是通過(guò)巡檢人員手持紅外探測(cè)儀的檢驗(yàn)方式進(jìn)行巡檢[1]，不僅耗費(fèi)大量的人員精力，同時(shí)巡檢過(guò)程更是具有一定的危險(xiǎn)性。日常巡檢工作繁重，巡檢工作量巨大，對(duì)于巡檢人員的綜合素質(zhì)要求較高，此外，在城鎮(zhèn)區(qū)域的變電站大多建于市中心，但對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的變電站大多建于環(huán)境惡劣且地勢(shì)險(xiǎn)峻的地區(qū)，同時(shí)這樣的變電站更是肩負(fù)著傳輸、分散、轉(zhuǎn)換電壓等級(jí)等眾多任務(wù)，是電力網(wǎng)架的核心，同時(shí)人工巡檢容易出現(xiàn)漏檢或是誤檢等事故。人工巡檢還需通過(guò)手工記錄的方式對(duì)故障進(jìn)行分析，這樣低效率的工作方式不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段電力行業(yè)的發(fā)展、科技的進(jìn)步及機(jī)器人技術(shù)的日趨完善，我國(guó)電力行業(yè)采取機(jī)器人對(duì)變電站進(jìn)行巡檢是必然趨勢(shì)。變電站采取機(jī)器人巡檢能有效克服巡檢工作強(qiáng)度大、精確度低以及風(fēng)險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)，同時(shí)還不受天氣環(huán)境等影響。變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)的不斷提高也將我國(guó)電力行業(yè)向智能化以及先進(jìn)化的方向發(fā)展，機(jī)器人巡檢技術(shù)的核心主要是包括數(shù)據(jù)反饋后臺(tái)分析監(jiān)控系統(tǒng)與巡檢機(jī)器人移動(dòng)端組成，通過(guò)移動(dòng)端獲取的數(shù)據(jù)并傳輸給后臺(tái)進(jìn)行高效的分析與反饋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的故障進(jìn)行定位、分析、警告等操作[2]。由于變電站巡檢環(huán)境的多變，雖然主要組成部分相同，但不同的變電站具有不同的運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)缺乏綜合整體適用性，不能及時(shí)對(duì)變電站的工作狀態(tài)具有精確的感知，在信號(hào)不良好的情況下還會(huì)出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確等問(wèn)題。

2 ?變電站巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)智能化變電站巡檢工作，還應(yīng)不斷提高變電站巡檢機(jī)器人的核心技術(shù)，本文主要對(duì)以下關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討。為電力行業(yè)工作者提供更多的思路，攻克高壓環(huán)境對(duì)巡檢機(jī)器人高精度工作的干擾，提高整個(gè)巡檢系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

2.1 機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)

變電站內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，相對(duì)于巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō)地面障礙物極多，因此機(jī)器人巡檢系統(tǒng)是有效保證巡檢系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行的根基系統(tǒng)，現(xiàn)有的巡檢機(jī)器人越障系統(tǒng)主要包含以下幾種越障方式，輪式系統(tǒng)、履帶式系統(tǒng)、仿生腿式系統(tǒng)、固定軌道式系統(tǒng)等[3]。不同的越障系統(tǒng)具有不同的優(yōu)勢(shì)，輪式系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、但地形適應(yīng)能力較差等特點(diǎn)，履帶式具有操作平穩(wěn)但結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)、固定軌道式具有精度高但運(yùn)作路徑單一等特點(diǎn)，仿生腿式尚有許多技術(shù)難題待解決，復(fù)合式是綜合以上越障系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)組合成的，但仍需依據(jù)不同場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2 巡航機(jī)器人導(dǎo)航控制技術(shù)

導(dǎo)航控制技術(shù)直接決定了變電站巡航機(jī)器人的運(yùn)行精度，現(xiàn)階段主要使用的導(dǎo)航技術(shù)主要包含以下幾方面：視覺(jué)導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、磁軌道導(dǎo)航、激光反射導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航及SLAM導(dǎo)航[4]。不同的導(dǎo)航控制系統(tǒng)具有不同的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，在具體應(yīng)用時(shí)還應(yīng)結(jié)合變電站實(shí)際情況進(jìn)行分析應(yīng)用，對(duì)于精度、生產(chǎn)成本以及操作性能等應(yīng)采取綜合分析評(píng)價(jià)方式確定具體方式。

2.3 機(jī)器人充電技術(shù)

限制巡檢機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素還有機(jī)器人工作時(shí)的續(xù)航問(wèn)題，變電站工作范圍較大，在使用過(guò)程中還需對(duì)采集的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸與反饋，為此需要長(zhǎng)時(shí)間、不間斷的電能，巡航機(jī)器人主要采用自主充電方式[5]。目前現(xiàn)有的自主充電方式有接觸式充電、非接觸式充電、光能自主充電等，同樣的不同的充電方式還應(yīng)結(jié)合具體情況而定。

2.4 巡檢機(jī)器人通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為確保巡檢機(jī)器人與后臺(tái)信息處理系統(tǒng)信息的實(shí)時(shí)交互，必須確保通信網(wǎng)絡(luò)的高效穩(wěn)定，但由于較多變電站建在偏遠(yuǎn)地區(qū)，難以確保通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)良好傳輸，現(xiàn)階段采用的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有WIFI與UWB等。

3 ?變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)的適用性研究

本文主要針對(duì)上述中提到的四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的適用性進(jìn)行探討分析。（1）首先是機(jī)器人移動(dòng)系統(tǒng)的適用性分析：對(duì)于仿生腿式結(jié)構(gòu)由于其制造工藝及技術(shù)尚不成熟，近期內(nèi)尚不能廣泛推廣使用，履帶式結(jié)構(gòu)巡檢機(jī)器人由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不能進(jìn)行連續(xù)越障操作，因此主要適用于地勢(shì)平坦區(qū)域。固定軌道式結(jié)構(gòu)巡檢范圍廣泛但有局限性，同時(shí)能獲取變電站設(shè)備三維信息等，但其巡檢是依靠變電站內(nèi)的墻體或棚頂?shù)仍O(shè)施，因此適用于換流站或屏柜等設(shè)備的巡檢。輪式結(jié)構(gòu)是目前引動(dòng)技術(shù)中較成熟的，且操作靈活成本低等優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用與室外設(shè)備的巡檢工作。（2）導(dǎo)航控制技術(shù)的適用性研究分析：導(dǎo)航控制技術(shù)在變電站機(jī)器人巡檢中精度要求較高，現(xiàn)階段廣泛使用的導(dǎo)航技術(shù)有3種，激光反射導(dǎo)航技術(shù)雖然測(cè)距精度高但具有巡檢盲區(qū)，磁導(dǎo)航控制技術(shù)的生產(chǎn)成本較低，定位準(zhǔn)確，但操作復(fù)雜，在電力行業(yè)中使用廣泛的是雷達(dá)SLAM導(dǎo)航控制技術(shù)，其精度可達(dá)到厘米級(jí)且技術(shù)成熟。（3）充電技術(shù)適用性研究分析：巡檢機(jī)器人在實(shí)際使用中不僅要考慮充電設(shè)備的體積還要考慮充電功率等問(wèn)題，因此現(xiàn)階段廣泛使用的充電技術(shù)是接觸性充電技術(shù)。（4）無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)適用性研究分析：為確保傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及穩(wěn)定性，在變電站機(jī)器人巡檢技術(shù)中，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)要求較高，現(xiàn)階段由于WIFI技術(shù)的成熟、傳輸效率高且覆蓋范圍廣泛等特點(diǎn)能很好的滿(mǎn)足技術(shù)要求。

4 ?結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)我國(guó)電力行業(yè)中巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其適用性進(jìn)行研究分析，首先對(duì)變電站巡檢機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，之后詳述了巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，并總結(jié)了巡檢關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)，最后針對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)在變電站巡檢機(jī)器人中的適用性進(jìn)行了分析，其中尚有部分關(guān)鍵技術(shù)未能在巡航機(jī)器人得到很好的應(yīng)用，這也是未來(lái)我國(guó)電力行業(yè)智能化巡檢發(fā)展的主要方向。

參考文獻(xiàn)

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