變電站/配電房巡檢系統(tǒng)（吊裝軌道式機器人）

設(shè)計方案

1、項目背景

1.1傳統(tǒng)的人工巡檢難以適應(yīng)發(fā)展要求

目前電力公司對于所管轄的配電房、開關(guān)室，例行巡檢每月1次，紅外測溫巡測每月1次，全部依賴于人工巡視作業(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時，須增加巡檢頻次。

隨著近年來電網(wǎng)飛速發(fā)展，生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運維一體化等工作在擴展業(yè)務(wù)范圍的同時也給變電運維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動記錄"的巡檢作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。

1.2 電力巡檢機器人的研究意義重大

電力安全巡檢工作對保障電力安全生產(chǎn)至關(guān)重要。除人工巡檢以外，目前變電站/配電房內(nèi)通常采用數(shù)量有限的固定傳感器及固定監(jiān)控攝像頭進(jìn)行監(jiān)測，很難全面的、準(zhǔn)確的、實時的檢測并獲得設(shè)備的運行狀態(tài)。

通過智能軌道巡檢機器人的應(yīng)用，對減少工作量、提高操作維護效率和設(shè)備異常應(yīng)急處理速度有明顯的效果，主要體現(xiàn)在以下二個方面：

一是大大降低操作維護人員工作臺的強度。

二是縮短應(yīng)急響應(yīng)時間。使用機器人檢測系統(tǒng)后，可為操作維護人員提供遠(yuǎn)程視頻，縮短處理時間。

智能軌道巡檢機器人可在設(shè)備運轉(zhuǎn)期間對設(shè)備進(jìn)行多方位、多功能監(jiān)測并做出及時預(yù)警，對保障電力設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，提高設(shè)備巡檢效率與質(zhì)量、減少巡檢人員數(shù)量具有重要意義。

2、電力軌道式智能巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計

2.1項目目標(biāo)

本項目實現(xiàn)開關(guān)柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護裝置信號狀態(tài)指示等的自動識別，繼保室保護屏柜壓板狀態(tài)、空開位置、裝置信號燈指示以及數(shù)顯儀表的自動識別讀數(shù)。并且采用無縫滑環(huán)型導(dǎo)軌取電，實現(xiàn)24小時不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。

智能軌道巡檢機器人可沿軌道精確定位檢測點，通過搭載的傳感器采集設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、儀表的智能讀表以及信息傳輸?shù)裙δ?，代替人工巡檢方式，提高巡檢效率和安全性，達(dá)到“自動化減人"的目的。

2.2 總體思路與技術(shù)路線

電科恒鈦變電站/配電房巡檢機器人（吊裝軌道式）系統(tǒng)，是一款可定制室內(nèi)巡檢機器人，能夠在開閉所/配電房等室內(nèi)環(huán)境內(nèi)使用，通過搭載的圖像、紅外、聲音、氣體等多種傳感檢測設(shè)備，實現(xiàn)對電力電氣設(shè)備的智能化巡檢、監(jiān)測和預(yù)警等功能，有效提高運營效率,降低運營維護成本。同時，結(jié)合在人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，巡檢機器人還提供更多定制化服務(wù)。

其中，軌道巡檢機器人為采用軌道移動方式，搭載高清攝像機及紅外熱成像儀，實現(xiàn)實時監(jiān)控與紅外熱成像診斷；集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置，使用戶實時掌控電力環(huán)境。

智能軌道型電力巡檢機器人系統(tǒng)主要包括：

（1）感知層：通過機器人搭載環(huán)境檢測設(shè)備、紅外熱成像儀、高清攝像機，完成對室內(nèi)現(xiàn)場設(shè)備運行及環(huán)境狀態(tài)的采集；

（2）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)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上層信息管理層；

（3）應(yīng)用層：對感知層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和展示。

3、總體技術(shù)要求

4、技術(shù)參數(shù)

4.1環(huán)形軌道機器人 技術(shù)參數(shù)

4.2直線軌道機器人 技術(shù)參數(shù)

5、軌道機器人功能特點

5.1.轉(zhuǎn)彎&爬坡能力強

智能巡檢機器人可沿軌道暢行，最小拐彎半徑可低至500mm，爬坡能力可達(dá)30°。機器人在經(jīng)過彎道、坡道等特定位置，機器人讀取RFID信息，機器人自動減速慢行，以保證機器人安全通過特殊路段，通過特殊路段后，又讀取到新的RFID信息后，機器人確定通過特殊路段，開始自動提速正常巡檢速度（10m/min）運行。

5.2.靈活的檢測機構(gòu)

主檢測單元由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機、紅外熱像儀和高精度云臺等模塊組成。采用全鋁機身設(shè)計，耐候性*，采用全新的傳動系統(tǒng)，云臺定位精度高，0~360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，具備較大的保持力矩，不會因為攝像機的震動而使云臺發(fā)生偏移。

5.3.數(shù)據(jù)分析與報表報告功能

中心報表系統(tǒng)能夠自動存儲、統(tǒng)計和智能分析處理海量數(shù)據(jù)，如巡檢點數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計，報警信息查詢與缺陷異常分析，環(huán)境記錄數(shù)據(jù)和紅外測溫數(shù)據(jù)分析。所有報告及報表支持查詢、導(dǎo)出和打印。導(dǎo)出數(shù)據(jù)支持EXECL格式和文字格式，導(dǎo)出信息齊全，記錄準(zhǔn)確且完整，方便存儲、匯報、決策和作歸檔處理等。

6、機器人運行模式

6.1.自主巡檢——運行人員根據(jù)巡檢時間、周期、路線、目標(biāo)、類型（紅外、可見光、局放等）靈活進(jìn)行任務(wù)定制，機器人按照定制任務(wù)進(jìn)行自主巡檢。

6.2.定點巡檢——運行人員選擇部分設(shè)備進(jìn)行巡檢，系統(tǒng)自動生成巡檢路線并執(zhí)行定點任務(wù)。

6.3.遙控巡檢——運行人員通過后臺手動控制界面，控制機器人執(zhí)行巡檢任務(wù)。

7、結(jié)論

智能巡檢機器人是促進(jìn)電網(wǎng)智能化的創(chuàng)新手段。變電站檢測中遇到的緊急、困難、危險、重復(fù)性工作，由變電站智能檢測機器人代替人工完成。巡檢機器人可攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等相關(guān)變電所設(shè)備檢測裝置，在各種氣候條件下巡檢，按照固定的路線，自動識別電力設(shè)備內(nèi)部的熱缺陷、外部的機械或電氣問題（如異物、損傷、發(fā)熱等）。為操作員提供診斷電源。設(shè)備運行中的隱患和故障前兆數(shù)據(jù)。通過人機界面，生成設(shè)備的歷史溫度曲線，提高設(shè)備運行狀態(tài)的可預(yù)測性，為基于狀態(tài)的維修或狀態(tài)評估提供有效的數(shù)據(jù)支持，從而減少事故的發(fā)生；不斷探索聲監(jiān)控的實際應(yīng)用。存儲診斷系統(tǒng)；不斷深化和推廣基于應(yīng)用機器人的運行維護管理模式，有效提升核心管理水平。