巡检“新人”

沈甸 缪世超

机器代替人

今年，南方电网广东公司成功自主研发变电站巡检机器人，预计年内将在重要的220千伏变电站实现巡检机器人全覆盖。

定期巡檢是保障电力系统健康运行的重要举措，但传统的人工巡检方式存在劳动强度大、工作效率低、检测手段单一等不足。与此相比，机器人可以24小时不间断工作，并自动返航充电。而耐高温高湿的材料特性和可以涉水、爬坡、越障等功能特点，也让机器人不受天气条件、地理因素的限制，随时随地都可以工作。巡检机器人的应用也响应了变电运维“机器代替人”的技术发展目标。南方电网范围内仅220千伏及以上变电站就有近千座，对巡检机器人的需求量极大，“对机器人制造厂商提出需求，显然不如自主研发来得直接和便利，针对性也更强。”项目技术负责人麦晓明说。

2016年广东电网公司启动变电站巡检机器人样机研制项目，以掌握人工智能话语权为目标，开始机器人的研发攻关。项目团队结合电力巡检的实际需求，在导航定位、检测手段、运动能力、任务规划、系统联动等方面“先行一步”，着力提升机器人的智能化水平。在今年，南方电网首款100%自主研发的变电站巡检机器人成功问世。

执行路径DIY

在目前巡检机器人广泛采用2D激光导航技术的基础上，研发团队采用了更先进的3D激光导航技术，实现了自由路径行进。该技术的成功应用使机器人具备了主动绕开障碍物等功能，应对环境变化的实际交互更加智能。

执行任务时的路径DIY，是这款机器人基于3D激光导航技术的一大特色。目前大多数机器人是按照已经规划好的路径进行巡检，新加入的任务只能被死板地排在后面，极易出现道路重复走、巡检效率低的问题。为此，研发团队编写了任务动态规划程序，在巡检任务优先级平等的情况下，新加入的任务可以根据距离的远近插入到任务序列中，如果新加入的任务优先级更高，机器人则会率先执行这一任务。

模块化云台

“在变电站巡检过程中，机器人如何代替人来完成检测，是我们研发的主要目的。”因此，研发团队还集成了可见光、红外、温湿度等多种检测手段，让机器人与设备能够不需要“翻译”顺利“对话”，准确测得主变振动、温湿度等数据，并在全国率先实现了机器人对室外局放的精准检测。更重要的是，机器人可与广东电网公司集控平台融合对接，实现了与电网生产系统直接联动，不仅实现了变电站、供电局、省级公司的远端调度，而且让采集到的所有数据都能到达集控中心，方便设备状态的远程分析。

市面上绝大多数巡检机器人都使用集成化云台，而广东电网公司在研发阶段就深植产品化思路，特别设计了模块化云台，使检测传感器可以DIY，不同功能的传感器拥有标准统一的接口，扩展安装比更换手机电池更方便，变电站可以根据自身需求和不同场景进行组装或是拆卸，实现个性化定制。节约成本、提高效率，这也是研发团队为未来机器人大范围普及做出的提前规划。

目前，巡检机器人每个月都在升级优化。研发团队正在研制紫外和局放传感器，开展电缆隧道巡检机器人、10kV配网带电作业机械臂的研究工作，希望在电网轻作业方面有所突破，逐步实现机器代人、人机共融。