变电站轨道机器人自动测温装置

刘滨　孙坡　度薇

摘要：随着我国经济的快速发展，对供电企业的可靠性要求也日益增强。国家电网公司为了保证设备的安全可靠运行，提出了状态检修。而对运行设备进行在线红外测温，是状态检修的技术保证之一。

关键词：变电站；机器人；自动测温

1现状调查

目前电力企业国内变电站设备测温存在三种测温方式

（1）人工手持红外成像仪进行现场监测，工作繁重，受环境影响较大，且进入设备区潜在不安全因素，容易出现漏检、判断不准确和记录的数据量少现象。不能及时发现故障隐患，可能引发设备事故造成大面积停电，严重影响电力系统的安全稳定运行。

（2）多点固定式安装红外监测，安装时需要对部分设备进行停电，满足所有变电站设备测温要求时需要安装监测点较多，需要购置的红外测温设备较多费用较高，变电站增容扩建时对其影响较大需要重新配置，在室外长时间受环境影响较大。

（3）设备关键点加装温度传感器监测，安装时需要对所有设备进行停电，只能对关键设备及接触点进行监测。当温度传感器有损坏时必须停电维修否则失去对设备监测，变电站增容扩建时需要重新配置，在室外长时间受环境影响较大。

2设计思路及改进方法

本文提供一种变电站轨道机器人自动测温装置包括红外测温成像仪、多关节数字云台、通信系统等三部分组成。以具有三关节的红外测温仪及数字云台（自动机器人）、专用轨道、数据传输技术为核心，研制变电站轨道机器人自动测温装置，自动实现变电站内电力设备运行状态的自动测温，克服了人工巡检及常规在线巡检测温的不足与局限，大大提高变电站运行的安全性和可靠性。选取的材料容易购买且价格不高，容易普遍推广和试验验证。

附图说明：（如图1，图2，图3）

下面结合附图对本实用新型做进一步地说明：

四轮小车，包括驱动轮和导向轮，分别由直流伺服电机和步进电机传动。小车安装有红外成像仪和左右、上下都能旋转的全方位云台。小车及云台的运动由DSP控制，温度采集、存储及无线传输由单片机完成，DSP与单片机相互通信。

根据变电站设备布置情况结合以后大修、技改所需活动范围，铺设专用轨道，已保证所有的测温点都能够得到巡视，有效避免小车受到天气、雨雪、覆冰、大风造成的树枝及杂物、施工造成的地面破坏带来的影响，保证了小车长时间可靠运行。控制三关节的红外测温数字云台的转角，可实现不同设备位置发热点的测温，温度信息及异常温度成像可通过红外成像仪的485接口传到小车内单片机。我们设计是将温度、异常温度成像及发热点位置，通过有线网络传到后台计算机，小车接收部件还能接收运行人员发来的遥控指令，执行指定操作。

小车具有自充电功能，采用常规的接触式充电，由于小车完成巡检后，每次返回到起点，专用轨道保证小车或送电装置的机械手臂精确定位，将充电头与小车受电端准确连接。

具体实施过程：

本实用新型提供了一种变电站轨道机器人自动测温装置。首先根据变电站电力设备的位置，建立各测温点的空间坐标体系，以此空间坐标体系为基础，结合变电站设备布置情况及大修、技改所需活动范围，研究最优路径规划方法，铺设专用轨道，确定红外测温成像装置（机器人）的运动轨迹。设计安装红外测温成像仪的运动小车及小车控制系统。设计的关键在于根据现场情况，确定装置形状与尺寸、各零部件的布置、伺服电机功率、控制方式以及对雨雪的防护，以保证获得结构紧凑、动作灵活、安全可靠的高性能自动测温成像装置（机器人）。

3改进效果

该实用新型实现变电站内电力设备运行状态下自动温度巡检测量，不受被测点设置限制，不受气候影响，可以全面代替人工测温，实现全年365天不间断全天候测温，实时向运行人员传递变电设备在线温度数据，确保现场设备持续、安全、有效地运行。安装、维护时无需将变电设备停电，从而提高了运维人员安全性及供电可靠性；只需购买一个红外测温探头，即可实现变电设备所有测温，节省了红外测温设备的投资。当变电站扩建增容时，只需延长轨道及增加观测点就满足需要，具有很强的扩展性。本实用新型结构简单，效果良好。并取得了国家专利证书。endprint