程祥

（國網(wǎng)武漢供電公司變電運維分公司）

0 引言

傳統(tǒng)變電站巡檢工作都是以人工操作的方式完成，并且每一項巡檢工作都需要安排兩名以上的工作人員，但其在實際巡檢過程中很可能受責任意識、技術(shù)水平等因素的影響，出現(xiàn)漏巡、無法第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問題的情況。智能巡檢系統(tǒng)的有效應(yīng)用不但能解決以上問題，還能以機器人取代傳統(tǒng)人工巡檢操作，極大地減輕了巡檢人員的工作負擔，在節(jié)約運行維護成本的同時，還能直觀清晰地反映出設(shè)備運行狀態(tài)、視頻圖像等信息，真正為智能巡檢工作的高效化開展提供了技術(shù)層面的支持。

1 變電站智能巡檢的優(yōu)勢

智能巡檢指定期檢查設(shè)備的實際運行情況或隨機進行巡視檢查，第一時間指出設(shè)備存在的故障問題，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號，真正意義上將各種安全隱患扼殺在搖籃。智能巡檢相比于傳統(tǒng)人工巡檢，其主要以智能化技術(shù)為載體預(yù)設(shè)巡檢對象、時間地點等因素，同時自動化傳輸設(shè)備檢測數(shù)據(jù)，及時將異常情況上報給有關(guān)部門，并借助視頻識別等技術(shù)落實巡檢工作，以此對巡檢過程進行自動化監(jiān)管。基于此，變電站智能巡檢的優(yōu)勢主要集中在以下幾方面：第一，運用多元化智能手段檢測設(shè)備狀態(tài)，如安裝視頻監(jiān)控、紅外機器人、避雷器在線監(jiān)測、開關(guān)動作特性在線監(jiān)測等系統(tǒng)，以此全方位展示設(shè)備運行情況、視頻圖像等，并將各類信息反饋到智能巡檢系統(tǒng)管理平臺。第二，提前設(shè)置巡檢對象、時間地點、巡檢內(nèi)容等，并以此為基礎(chǔ)制定完善的工作計劃，定時或隨機反映各項巡回檢查的子任務(wù)，從整體上提高各項巡檢工作的質(zhì)量和效率。第三，在巡檢工作實際開展過程中，既需要實時做好跟蹤、記錄、觀察工作，又需要將巡檢工作全面落實到位，同時利用智能巡檢系統(tǒng)存儲、備份原始數(shù)據(jù)，并提供歷史軌跡回放、工作情況等信息，以此為相關(guān)工作人員提供科學(xué)可靠的歷史參考資料，智能化統(tǒng)計各項數(shù)據(jù)信息。第四，及時對各種缺陷隱患發(fā)布示警信號，同時自動跟蹤巡檢工作中存在的問題，在智能巡檢系統(tǒng)的支持下判斷故障隱患的危急程度，以聲、光等信息為載體發(fā)布相應(yīng)的示警信號，并通過數(shù)據(jù)或圖片的形式還原巡檢現(xiàn)場存在的問題，而相關(guān)工作人員也能遠程操控巡檢現(xiàn)場中潛在的各種安全隱患。

2 變電站智能巡檢的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代科技手段愈發(fā)趨于完善和成熟的背景下，云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新興技術(shù)手段的應(yīng)運而生為各行業(yè)領(lǐng)域帶來了全新的發(fā)展機遇。而智能化技術(shù)在變電站巡檢工作中更是取代傳統(tǒng)人工操作，使得各項工作在自動化、智能化等技術(shù)的支持下自動完成，整個巡檢過程也體現(xiàn)出了較高的適用性，即便是在風(fēng)險高、位置偏遠、任務(wù)量大的工作環(huán)境下，也能有效降低各類資源的成本投放量，切實提高企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。另一方面，目前智能化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用越來越深入，而智能巡檢方式、路徑曲線也愈發(fā)趨于多元化。在智能巡檢機器人、點位監(jiān)控系統(tǒng)的支持下，配合以紅外線監(jiān)測技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳送技術(shù)就能實時獲取變電站的日常信息，通過自動化診斷的方式識別巡檢系統(tǒng)是否存在故障問題，真正意義上達到動態(tài)性監(jiān)測系統(tǒng)故障風(fēng)險的目的，第一時間發(fā)現(xiàn)引起故障問題的主要原因，同時采取科學(xué)可行的措施落實變電站巡檢工作，以防發(fā)生各種安全事故。最重要的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能通過遠程操控的方式，實時跟蹤與監(jiān)測變電站中涉及到的所有設(shè)備，在減輕人力工作負擔的同時有效節(jié)約維護成本。

除了最為常見的智能巡檢機器人之外，還可以在定點攝像頭、滑軌攝像頭中安裝相應(yīng)的無線測溫裝置、在線監(jiān)測裝置、無線數(shù)據(jù)傳輸端等，以此綜合采集各項運行參數(shù)信息，將其與云端存儲和大數(shù)據(jù)進行對比后，就可以有效預(yù)測整個巡檢工作的運行狀態(tài)和趨勢，而相關(guān)工作人員也能在作業(yè)終端APP、PC客戶端的支持下遠程監(jiān)控各設(shè)施設(shè)備的運行狀態(tài)，及時處理其中潛在的風(fēng)險隱患，將安全事故的發(fā)生概率控制在最小范圍內(nèi)。例如，基于物聯(lián)網(wǎng)，相關(guān)工作人員可以利用智能巡檢系統(tǒng)遠程操控各設(shè)施設(shè)備，通過數(shù)據(jù)讀取的方式達到自動化管理的目的，有效降低人工成本和設(shè)備運行維護成本。

目前變電站中使用的巡檢機器人主要包括無軌智能巡檢機器人、軌道智能巡檢機器人，前者主要是通過攝像頭、電源開關(guān)、移動系統(tǒng)來完成巡檢工作，其在室外環(huán)境下也具有良好的適用性，而其中包含的抗干擾措施還適用于條件相對較差的設(shè)備巡檢工作；后者本身具有軌道式攝像頭，其與無軌巡檢機器人相比，具有更簡便、高效的優(yōu)點，在無軌巡檢機器人不適用的冰雪作業(yè)環(huán)境下也能完成各項巡檢工作，真正意義上達到了實時巡檢的目的，使得智能化巡檢的作用和優(yōu)勢全面體現(xiàn)出來的同時，還從整體上提高了整個巡檢工作的實效性。

3 變電站智能巡檢存在問題的解決對策

3.1 數(shù)據(jù)讀取

由于變電站內(nèi)部原本就具有設(shè)備布局復(fù)雜的特點，因此利用智能巡檢進行紅外測溫時，很可能在固定的巡檢路徑、定位點以及現(xiàn)場固有的可行通道等因素的限制下，無法保證現(xiàn)場巡檢的靈活性，甚至出現(xiàn)對位不準的情況，最終獲取的溫度信息也與實際數(shù)值存在明顯偏差。基于此，相關(guān)技術(shù)人員在優(yōu)化智能巡檢系統(tǒng)時，可以適當增加距離監(jiān)測單元，確定攝像頭或巡檢機器人與被測設(shè)備之間的距離后再開展后續(xù)工作，從源頭上避免巡檢工作出現(xiàn)測溫錯誤的情況。站在軟件角度分析，智能巡檢系統(tǒng)很難像人工巡視一樣做到全角度的對比測溫，特別是變電站內(nèi)部的道路分布、攝像頭高度、機器人電池續(xù)航等因素均會帶來不同程度的影響，而現(xiàn)有技術(shù)條件也很難使得紅外測溫達到精準測溫的高度，因此紅外測溫只能作為一種大面積測溫的常規(guī)方式。

3.2 紅外測溫

在變電站巡檢工作實際開展過程中，通常需要利用無軌機器人或有軌機器人的高清攝像頭，按照事先設(shè)計的構(gòu)思方案讀取各類數(shù)據(jù)表格，而數(shù)據(jù)讀取的精確度也遠高于巡檢人員的目視結(jié)果。由于部分表計的安裝位置相對較高，巡檢人員目視時很難保證指針位置和數(shù)字顯示的準確性，在人工巡檢工作中也只能通過望遠鏡觀察相應(yīng)的數(shù)值。但智能巡檢系統(tǒng)中包含的高清攝像頭卻具有較強的變焦功能，即便是遠距離也能通過變焦的方式讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，在提高巡檢效率的同時，還能以圖片為載體存儲采集到的數(shù)據(jù)信息，真正為后續(xù)分析工作的順利開展提供科學(xué)可靠的參考依據(jù)。但在數(shù)據(jù)讀取中實際應(yīng)用智能巡檢時普遍無法達到預(yù)期設(shè)想目標，究其根本原因在于變電站內(nèi)部的空氣較為污濁，而表鏡的表面或攝像頭變臟后就無法拍攝到高清的圖片，而攝像頭也會出現(xiàn)對焦失敗的情況。針對于此，在改進過程中可以將自清潔裝置安裝到攝像頭上，以人工清潔的方式除去表計上的污穢。在解決攝像頭對焦失敗的問題時，應(yīng)重點關(guān)注自動對焦技術(shù)和算法不合理的問題，在超聲測距儀、紅外測距儀的支持下，利用主動式自動對焦攝像頭降低對焦失敗的概率。

3.3 巡視路徑

智能巡檢機器人在實際應(yīng)用過程中，可以通過遠距離超聲停障、近距離碰撞停障感應(yīng)裝置避開障礙物，但這種安全裝置最根本的作用在于保護巡檢機器人，因此其在實際應(yīng)用過程中很可能無法體現(xiàn)出較強的適應(yīng)性。目前大多變電站內(nèi)部都覆蓋了一定面積的草坪，在特定區(qū)域內(nèi)開展巡檢工作時，很可能因巡檢通道兩側(cè)的雜草影響智能巡檢機器人作出精準判斷，甚至激發(fā)機器人的障礙物識別感應(yīng)裝置，使其無法繼續(xù)前進，而相關(guān)運維人員若不第一時間發(fā)現(xiàn)這一故障問題，就會使得機器人停留原地，直至耗盡所有電池電量，這時相關(guān)工作人員還需要將其搬運到充電處進行充電，額外增加了大量不必要的工作負擔。與此同時，巡檢機器人還可能因定位上的偏差偏離于原始巡檢通道，無法精準計算、定位其所在的位置和運行路線，甚至與變電站內(nèi)部的設(shè)備設(shè)施相碰撞。此外，智能巡檢機器人可以通過自動充電設(shè)計，將充電裝置安裝到適合的位置后，即可在機器人電量不足的前提下達到自動充電的目的，而整個過程也無需人工參與。但機器人在定位偏差的影響下偏離于原始軌道時，就會發(fā)生自動充電失敗的情況，其到達充電樁后也很可能無法精準定位，從而撞到墻面或障礙物，或者未到達充電樁位置就停止前進，嚴重影響了自主充電的作用和效果?；诖?，在改進過程中可以基于原有的障礙物感應(yīng)裝置、自主充電裝置、激光定位裝置來安裝可見光攝像頭，使其精準識別周邊環(huán)境的同時，拍攝2m以內(nèi)的物體成像，并在圖像識別技術(shù)的支持下將其與曾經(jīng)設(shè)置的環(huán)境信息對比，以此達到精準判斷機器人所在位置和行進路徑的目的。

3.4 故障診斷

實際上巡檢機器人本身具有較強的跟蹤能力，在某變電站內(nèi)部安裝低電壓設(shè)備后，就可以利用智能巡檢系統(tǒng)監(jiān)測故障問題，第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中潛在的故障隱患，有效防控故障風(fēng)險的同時，還能及時向相關(guān)工作人員發(fā)布精準的示警信號，極大地提高了電力設(shè)備運行的安全穩(wěn)定性。另一方面，在智能巡檢機器人實際應(yīng)用過程中，還可以及時將巡檢工作中涉及到的數(shù)據(jù)信息傳達到指揮室，促使電力設(shè)備維修人員充分了解測量裝置中顯示的儀表數(shù)據(jù)，幫助管理人員更好地應(yīng)對電力設(shè)備存在的故障問題。實際上智能巡檢機器人在實際應(yīng)用過程中，可以自動采集設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中涉及到的所有信息，將這些信息與數(shù)據(jù)庫進行對比分析后，就能精準識別設(shè)備是否存在故障隱患，以此為電力設(shè)備的正常運行提供安全方面的保障，同時有效提高變電站可獲得的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效益。

3.5 通信故障管控

在變電站巡檢系統(tǒng)運行過程中，分析其中包含的構(gòu)成模塊時，可以發(fā)現(xiàn)主模塊與各分支模塊之間具有一定的通信通道，在通信故障影響下智能巡檢機器人很可能因診斷錯誤而無法發(fā)出正確的預(yù)警信號?；诖耍瑸樘岣咧悄苎矙z機器人的故障診斷能力，可以采取具有針對性的措施防控通信故障問題，確保智能巡檢機器人始終處于正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，真正將其本身具有的作用和功能全面體現(xiàn)出來，最大限度地提高機器人巡檢的質(zhì)量和效率。

4 結(jié)束語

目前智能巡檢已在電力領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，其在逐漸取代傳統(tǒng)人工巡檢方式的同時，還體現(xiàn)出了人工巡檢所不具有的作用和優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)在減輕工作負擔、降低人工成本等方面，并且智能巡檢還能將設(shè)備運行信息、視頻圖像進行有效整合，通過可視化的方式直觀清晰地展示出最終的巡視成果。在智能化技術(shù)不斷完善與普及的背景下，智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能愈發(fā)趨于多元化，但其在實際應(yīng)用過程中仍然存在多個方面的問題，需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合具體問題具體分析，有針對性地解決巡檢工作中存在的設(shè)備故障問題。