李明偉

摘要：當(dāng)代電力產(chǎn)業(yè)各種新技術(shù)的誕生，在推動(dòng)社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)，也為變電站的檢修、維護(hù)操作造成了更大的難度。智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，能利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，來對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，從而減少人力資源消耗，降低人員工作量，并能實(shí)現(xiàn)變電站巡檢工作的標(biāo)準(zhǔn)化。本文探討了智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，以供參考

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人;巡檢系統(tǒng);變電站;應(yīng)用

前言：新時(shí)期，機(jī)器人技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，已有大量的機(jī)器人品類滲透到各行各業(yè)中，且投放數(shù)量呈逐年上升趨勢(shì)。智能巡檢機(jī)器人能夠減輕人工巡檢的工作負(fù)擔(dān)，大大緩解運(yùn)維人員巡視工作強(qiáng)度與安全風(fēng)險(xiǎn)，在提高變電站自動(dòng)化與智能化水平的同時(shí)，還能克服人為因素及外界環(huán)境因素的負(fù)面影響，為變電站提供了可靠的安全保障。

1.智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在變電站的技術(shù)應(yīng)用

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，在變電站中較為常用的技術(shù)主要包括以下幾種：

1.1 機(jī)器人技術(shù)

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，是以機(jī)器人技術(shù)為核心，整合無線通訊、圖像模式識(shí)別、導(dǎo)航定位等多項(xiàng)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的巡檢。

1.2 圖像模式識(shí)別技術(shù)

圖像模式識(shí)別技術(shù)能引導(dǎo)智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)正確識(shí)別檢測(cè)圖像中設(shè)備，并定位該設(shè)備在圖像中的具體位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的精確巡檢，具有很高的精確性和有效性。

1.3 導(dǎo)航定位技術(shù)

在路面預(yù)先埋設(shè)無線射頻設(shè)備，結(jié)合機(jī)器人視覺，來實(shí)現(xiàn)智能機(jī)器人的導(dǎo)航定位功能。機(jī)器人能通過搜索、識(shí)別預(yù)埋點(diǎn)，來完成自定位與移動(dòng)導(dǎo)航，并能規(guī)劃最佳路徑，實(shí)現(xiàn)雙向行走[1]。

1.4 聲音采集技術(shù)

機(jī)器人巡檢過程中，利用拾音器可采集變電站電抗器等重點(diǎn)設(shè)備的聲音，再將其與異常聲音庫進(jìn)行對(duì)比，來識(shí)別電氣設(shè)備的異常聲音。

1.5 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站設(shè)備運(yùn)行溫度，并能分析設(shè)備的溫度變化曲線，再與數(shù)據(jù)庫中的資料進(jìn)行比較，來判斷設(shè)備故障情況。

1.6 數(shù)字圖像處理技術(shù)

數(shù)字圖像處理技術(shù)能分析設(shè)備溫度變化曲線，來輔助人工巡檢。同時(shí)，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)還可與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)連接，作為變電站生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的一部分，能最大限度地發(fā)揮巡檢系統(tǒng)的作用。

1.7 三維電子地圖技術(shù)

利用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可建立變電站模型，改善過去二維平面地圖的局限性。三維電子地圖不僅能使巡檢定位更為精確，還能讓后臺(tái)操作人員有浸入式體驗(yàn)，進(jìn)一步提高操作精度。

1.8 遙控技術(shù)

智能機(jī)器人在巡檢過程中，后臺(tái)人員可利用遙控技術(shù)，通過鼠標(biāo)、鍵盤來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制。工作人員也可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，改變機(jī)器人的行駛狀態(tài)，完成攝像機(jī)焦距調(diào)整等一系列操作。

1.9 模式識(shí)別技術(shù)

智能機(jī)器在巡檢過程中，不可能做到每一次檢測(cè)都準(zhǔn)確無誤、沒有誤差。造成智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)出錯(cuò)的原因很多，包括導(dǎo)航停靠精度限制、運(yùn)動(dòng)控制精度限制等問題[2]。此外，若機(jī)器人觀測(cè)距離較遠(yuǎn)，則一次檢測(cè)中會(huì)同時(shí)檢測(cè)到多個(gè)設(shè)備，從而影響檢測(cè)結(jié)果的精確性。利用模式識(shí)別技術(shù)，能夠有效地分辨并定位目標(biāo)設(shè)備，從而大大提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的正確性與精度，使智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)能針對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行情況提供可靠的數(shù)據(jù)及信息支持。

2.智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的主要功能及應(yīng)用

變電站智能巡檢機(jī)器人，主要是對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢查，以便即使發(fā)現(xiàn)設(shè)備損傷、缺陷等異常情況，并向工作人員提供設(shè)備隱患與故障先兆數(shù)據(jù)，較人工巡檢有更高的客觀性、靈活性，同時(shí)具備很高的智能化水平與安全系數(shù)[3]。智能機(jī)器人能克服極端天氣及外界負(fù)面因素的影響，可減少變電站值班人手。工作人員在對(duì)機(jī)器人做好設(shè)定后，智能機(jī)器人即可自行執(zhí)行巡檢任務(wù)。

2.1 常規(guī)檢查與特殊巡檢

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)，能以全自主或本地、遠(yuǎn)方遙控模式，完成對(duì)變電站的常規(guī)巡檢工作。巡檢內(nèi)容有電氣設(shè)備運(yùn)行溫度、設(shè)備噪聲等，檢查方式多樣，具有較高的自動(dòng)化水平，巡檢過程可靠性強(qiáng)，較人工巡檢更為標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)能將巡檢內(nèi)容、時(shí)間等整合于一體，實(shí)現(xiàn)全過程管理，并能向運(yùn)維人員提供數(shù)據(jù)分析與決策支持[4]。

在暴雨、冰雹、大雪、大風(fēng)等極端天氣條件下，智能機(jī)器人可自行或在工作人員的操控下完成設(shè)備巡檢，大大提高了工作人員的安全性和巡檢效率。

2.2 與監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)可與變電站監(jiān)控系統(tǒng)及信息一體化平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)巡檢與監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。當(dāng)處理電氣設(shè)備故障時(shí)，機(jī)器人可規(guī)劃最佳路徑并自動(dòng)前往目標(biāo)位置，實(shí)時(shí)顯示該設(shè)備的圖像信息。

2.3 視頻巡視與工作指導(dǎo)

變電站開展現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，能將智能機(jī)器人移動(dòng)到指定位置，并借助巡檢系統(tǒng)的語音對(duì)講功能，來完成遠(yuǎn)程視頻工作指導(dǎo)，并可在一定程度上履行項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的職責(zé)。

2.4 遠(yuǎn)程集控

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)可在變電站運(yùn)維主站，完成多個(gè)變電站機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與集中控制，是變電站無人值守模式的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.5 縮短運(yùn)維人員工作時(shí)間

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)可縮短人工巡檢日常工作流程，節(jié)省工作人員的時(shí)間。沒有使用智能巡檢機(jī)器人的變電站，運(yùn)營(yíng)人員平均每天需要花費(fèi)3-4個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間，來完成開關(guān)、主變、高抗表、避雷器檢查和設(shè)備紅外測(cè)溫等工作。使用智能巡檢機(jī)器人后，每日人工現(xiàn)場(chǎng)巡視時(shí)間可減少2個(gè)小時(shí)左右。

3.智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

在高溫、暴雪、雷雨等天氣情況下，人工巡檢任務(wù)繁重，難度高，工作量大，安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高。若使用智能巡檢機(jī)器人，則可大大減輕巡檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并能在惡劣天氣下完成變電站電氣設(shè)備的日常巡視。

當(dāng)下國(guó)內(nèi)還有一些變電站的電氣設(shè)備檢修及日常檢測(cè)工作，依然使用人工巡檢方式，來檢查并記錄電力線路缺陷、斷路器氣體泄漏等問題。不同的檢測(cè)人員有不同的記錄方式與描述語言，且檢測(cè)記錄具有一定的主觀性，為設(shè)備故障的分類及分析都造成了一定的障礙[5]。智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的使用，能徹底落實(shí)故障分析的標(biāo)準(zhǔn)化，從而提高變電站的整體巡檢水平。

3.2 缺點(diǎn)

變電站智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，尚有許多問題等待深入研究與探索。在導(dǎo)航方面，大部分變電站巡檢機(jī)器人采取磁軌道導(dǎo)航，但這種方法需要事先鋪設(shè)軌道，機(jī)器人巡檢路徑被固定，其行駛路線受到限制，導(dǎo)致機(jī)器人在實(shí)際巡檢工作中，無法對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行全方位的檢測(cè)。

當(dāng)下投入使用的智能巡檢機(jī)器人，生產(chǎn)廠家不同，巡檢效率也不同。各個(gè)生產(chǎn)廠家機(jī)器人的工作效果差異性很大，部分存在巡檢設(shè)置不規(guī)范、效率低下等問題。一些廠家的智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)采取單點(diǎn)單設(shè)備測(cè)溫，光是巡檢一個(gè)區(qū)域就需花費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)，若是要滿足360°全面巡視，則點(diǎn)位增加一倍，巡檢時(shí)間就不得不大幅度延長(zhǎng)。

結(jié)束語：智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在開發(fā)應(yīng)用過程中，需要不斷探索新方法、新技術(shù)，來強(qiáng)化變電站設(shè)備巡檢工作的安全性，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，這不僅能減輕人力勞動(dòng)量，還有利于無人值守模式的推廣。因而，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，依然需要我們的持續(xù)開發(fā)、探索，來提高供電可靠性，為變電站提供安全保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛延翩，楊樹鋒.智能機(jī)器人在溪洛渡電站出線場(chǎng)實(shí)景巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2019（22）：123-125.

[2]陳建忠，褚孝國(guó)，趙霞，蔡煥捷，吳坤松.燃煤電站輸煤廊道機(jī)器人自動(dòng)巡檢系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2019，48（09）：145-150.

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[5]馬懿，李薇.智能機(jī)器人巡檢應(yīng)用探析[J].金融電子化，2018（06）：61-62.