凌勵

（重慶電專能創(chuàng)勘察設(shè)計有限公司 重慶 400034）

配電室由于高壓放電等因素影響，易受到電磁的干擾，影響配電室的正常工作［1］。一般來說，傳統(tǒng)配電室會采用測溫技術(shù)對現(xiàn)場發(fā)熱情況進行數(shù)據(jù)采集，但是受環(huán)境等因素的影響，使其應(yīng)用范圍受限。為最大化地提升配電網(wǎng)的安全性，降低現(xiàn)場危險事故的發(fā)生，可以運用智能巡檢機器人開展巡檢工作［2］。該技術(shù)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的紅外測溫，若溫度出現(xiàn)異常，則有預(yù)警提示，能夠在最大程度上規(guī)避異常事故的發(fā)生［3］。

1 長嘉匯F1組團開閉所及4幢配電房現(xiàn)狀

10kV 長嘉匯F1 組團開閉所投運于2020年，規(guī)模為二進十二出，其中，進線柜2面，饋線柜12面，母線設(shè)備柜2面，站用變柜2面，分段隔離柜1面，分段斷路器柜1面。電源一回10kV進線佛嘉線來至110kV大佛寺變電站，二回10kV進線光長一回來自110kV陽光一百變電站；出線為長嘉匯F1組團1幢公配、F1組團2-3幢公配和F1 組團4 幢公配供電。其中，10kV 長嘉匯F1組團4 幢配電房投運于2020年（見圖1），10kV 戶內(nèi)高壓開關(guān)柜9面，包括進線柜2面、母線設(shè)備柜2面、出線柜4 面、分段柜1 面；0.4kV 部分800kVA 變壓器2 臺，0.4kV 進線柜2 面，補償柜2 面，饋線柜4 面，分段柜1面，0.4kV出線主要為F1組團4幢53層居民供電。

圖1 10kV長嘉匯F1組團4棟公用配電房

2 巡檢機器人工作原理

巡檢機器人主要是由4個部分組成：提升總成、小擺總成、大擺總成和磁導(dǎo)引AGV（見圖2）。前三者都各自擁有一個搭載平臺，主要是采用（非）搭載接觸式進行設(shè)備檢測［4-6］。一般來說，提升總成會搭載專業(yè)的工業(yè)相機，利用伺服電機線性模組實現(xiàn)相機的上下移動，借助步進電機實現(xiàn)相機的擺動，可以讓相機在不同位置和方向工作，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場的監(jiān)督。大擺總成利用放電檢測裝置實現(xiàn)對放電情況的檢測。小擺總成主要利用工業(yè)相機完成數(shù)字與文字的識別，主要是利用伺服電機控制工業(yè)相機的位置。AGV 是機器人的外在移動載體，利用室內(nèi)所鋪設(shè)的磁條及RFID標簽實現(xiàn)對AGV 的控制，從而達到對設(shè)備檢測的目的，其中圖3黑點標志為RFID標簽。

圖2 巡檢機器人結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 R F ID 標簽布局

3 融合終端工作原理

通常來說，融合終端包含機頂盒、路由模塊和EOC3 個模塊。配電房智能運維主要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對配電房的安全性進行有效的監(jiān)督，從而提升供電網(wǎng)絡(luò)的安全性，提高故障相應(yīng)的響應(yīng)速率，提高管理的安全性和規(guī)范性。綜上所述，利用融合終端，可以實現(xiàn)對配電機房的管理和配置，該技術(shù)亦是目前在該領(lǐng)域亟待解決的問題和突破口。

4 實際應(yīng)用分析

4.1 巡檢機器人在長嘉匯F1組團開閉所的應(yīng)用

室內(nèi)巡檢機器人主要是對長嘉匯F1組團開閉所電力設(shè)備的周邊環(huán)境進行巡檢，國內(nèi)對巡檢機器人的主要供應(yīng)商有深圳朗馳和億嘉和公司等，特別對億嘉和來說，利用可見光相機、紅外相機傳感器等設(shè)備，實現(xiàn)對環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的檢測，從而實現(xiàn)對信息的全面監(jiān)控。

4.1.1 室內(nèi)智能巡檢管理系統(tǒng)架構(gòu)

感知層：通過機器人配合分布式環(huán)境檢測設(shè)備，完成對開閉所現(xiàn)場設(shè)備運行及環(huán)境狀態(tài)的采集。網(wǎng)絡(luò)層：對來自現(xiàn)場檢測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及工作參數(shù)進行網(wǎng)絡(luò)傳輸，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上層信息管理層。應(yīng)用層：對感知層上傳的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析、存儲和展示（圖形化顯示）。

該系統(tǒng)主要為了展示系統(tǒng)總體的信息，主要包括站所分布信息、站所信息和機器人信息。其以列表形式展現(xiàn)接入系統(tǒng)內(nèi)所有站所的基本信息，根據(jù)獲取的各站所運行狀況，從設(shè)備、環(huán)境等維度對巡檢數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計與分析，指出需重點關(guān)注的站所，實現(xiàn)對運維管理的輔助指導(dǎo)。與此同時，主要對站所設(shè)備運行及環(huán)境狀況信息進行查看和控制，實現(xiàn)智能巡檢，對各站所歷史巡檢記錄進行查詢，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能控制。

4.1.2 室內(nèi)智能巡檢機器人

智能巡檢機器人主要包含6個功能：圖像識別、局放檢測、紅外測溫、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備聯(lián)動及安防報警。該巡檢機器人主要是利用兩驅(qū)輪式驅(qū)動、萬向輪導(dǎo)向，實現(xiàn)4h 自主運行。利用激光掃描定位技術(shù)，結(jié)合SLAM方法，同時采用自主研發(fā)的激光掃描定位算法，能夠提高構(gòu)建離線地圖的速度。機器人的水平面各方向上配置超聲波避障傳感器，可靠感知運行路徑上的障礙物，并能夠及時停止。在各部件運行定位方面，采用絕對值編碼器配合電機雙閉環(huán)控制算法，確保運行可靠性和定位準確性?；诙ㄎ皇侄危瑱C器人會根據(jù)預(yù)先標定的檢測位置，結(jié)合視覺伺服技術(shù)，按預(yù)設(shè)巡檢方案進行自主、精確的巡檢。運動控制利用輪式行走完成機器人的水平移動，實現(xiàn)室內(nèi)的巡檢工作；利用多節(jié)升降機構(gòu)，完成對垂直檢測面的覆蓋，并結(jié)合云臺轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對設(shè)備檢測的最優(yōu)化點位標定；利用伸縮式檢測臂，實現(xiàn)與設(shè)備的接觸式檢測。綜上所述，這種智能巡檢機器人在長嘉匯F1 組團開閉所的應(yīng)用主要具備以下功能。

第一，具有帶電在線的檢測功能。其主要是利用對視頻圖像的識別、檢測及聯(lián)動控制系統(tǒng)等，對開閉所運行設(shè)備進行在線檢測。借助可見光相機，可對現(xiàn)場設(shè)備進行精確的拍攝，對現(xiàn)場儀表、開關(guān)的狀態(tài)位置和指示燈的情況進行有效記錄，自動識別結(jié)果是否出現(xiàn)異常等情況，提高巡檢的效率。對于局放監(jiān)測機器人來說，主要是搭載局放傳感器，利用超聲波等對局放的帶電情況進行檢測，同時實現(xiàn)對當前數(shù)據(jù)的實時回傳等，一旦檢測出現(xiàn)場情況異常，立即對相關(guān)管理者進行有效提示，便于現(xiàn)場的維護，結(jié)合局放圖譜庫對現(xiàn)場進行實時檢測。借助于該機器人，亦可實現(xiàn)對高壓開關(guān)柜局放有效的監(jiān)督和檢測。

借助紅外攝像儀，可實現(xiàn)對現(xiàn)場熱現(xiàn)象進行檢測和診斷（見圖4），一旦設(shè)備檢測溫度異常時，可以及時報警，利用周期性的檢測，實現(xiàn)信息的快速響應(yīng)，將數(shù)據(jù)進行保存，為后期進行故障檢測做好預(yù)測分析，利用單點檢測數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的分析，并做好歸檔處理。

圖4 對熱現(xiàn)象進行檢測以及診斷

第二，利用聯(lián)動設(shè)備，實現(xiàn)對環(huán)境的檢測，將該檢測設(shè)備與機器人進行銜接，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化采集和梳理，盡可能滿足智能化管理的要求。

第三，一旦現(xiàn)場異物侵入，可將門禁系統(tǒng)與巡檢機器人對接，實現(xiàn)安防聯(lián)動。

第四，采用多樣化運行模式，實現(xiàn)對現(xiàn)場的有效巡檢，一般來說分為全站、手動、定點及定制巡檢。利用全站巡檢模式，實現(xiàn)對現(xiàn)場的常規(guī)巡檢，避免人工后臺反復(fù)操作；利用手動巡檢，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以遠程控制機器人；利用定點巡檢，實現(xiàn)對單個或者多個電力柜定期定點的巡檢；利用定制巡檢模式，實現(xiàn)對某類電源的檢測。

第五，利用溫濕度檢測、SF6監(jiān)測告警器及門禁系統(tǒng)，對現(xiàn)場信息進行監(jiān)控，即時將數(shù)據(jù)上傳至遠程監(jiān)控中心，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況，可以及時做好報警處理，保證現(xiàn)場溫濕度在正常范圍內(nèi)，確保環(huán)境的適宜、安全。

4.2 智能融合終端在長嘉匯4幢配電房的應(yīng)用

針對配套融合終端監(jiān)測（見圖5），配電房低壓出線監(jiān)測單元配置額定一次值800A 的母排式CT；低壓分支箱出線監(jiān)測單元3路，配置額定一次值400A的卡扣式CT，為RS485 接口，具有RS485&HPLC 通信轉(zhuǎn)換功能；低壓表箱出線監(jiān)測單元配置額定一次值400A的卡扣式CT，為RS485 接口，具有RS485&HPLC 通信轉(zhuǎn)換功能，無塑殼斷路器樓層分線箱處配置1個。

圖5 智能融合終端在長嘉匯4 幢配電房設(shè)備架構(gòu)

5 結(jié)語

在實際應(yīng)用過程中，智能巡檢機器人能夠有效代替運維巡檢人員實時監(jiān)測開閉所內(nèi)的高壓開關(guān)柜，分析各開關(guān)柜的運行狀態(tài)，檢測開關(guān)柜的工作溫度、異常振動等情況，及時發(fā)現(xiàn)故障風(fēng)險，保證工作人員能夠第一時間處理問題，將故障風(fēng)險扼殺在搖籃中，充分滿足群眾的電力使用需求。為了更好地實現(xiàn)無人值守開閉所智能巡檢機器人的使用有效性，工作人員優(yōu)化設(shè)計運維管理機制，明確智能巡檢機器人的運維流程、巡檢模式與異常處理機制，以此維護機器人的運行過程，提升運維管理水平，推動配電站的智能化發(fā)展進程。