变电站的智能机器人巡检系统设计

梁庆华 吴甜 刘海朋 蒲庭燕

摘要：随着电力系统体系深入改革，可用于替代变电站人工退视的智能机器人巡检系统逐渐得以广泛应用。在对变电站的智能机器人巡检系统设计研究的时候，需要首先明确变电站智能机器人巡检系统所涉及到的基本原理以及这一系统在应用的时候，其主要功能的应用，通过阐述该系统在变电站设备遇视及缺陷跟踪检测等方面发挥的作用，对智能机器人巡检系统在变电站更好地发挥作用具有重要意义[1]。

关键词：变电站；智能机器人；巡检系统；设计

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0167-02

当前，互联网技术的应用逐渐普遍，在这种形势下，利用新型的技术和方式不仅能够使得设备运行过程中的输电效率得以提升，同时也能够促使变电站工作人员对其进行维护的负担有效减少，促使设备能够得以正常安全运行。智能机器人的巡检系统应用，也能够使得人工巡检过程中存在的误差以及局限性等得以降低，并且智能机器人详细的对变电站进行严格的检查，使得变电站的工作得以长期稳定发展[2]。

1 智能机器人巡检系统原理

带电检修机器人替代在绝缘操作杆基础上所运作的人工作业方式，智能机器人巡检系统中所具有的控制系统也需要能够将视觉辅助远程快速定位技术和机械手臂等综合在一起，使得强电磁场环境下无线遥控与通讯技术能够综合在一起，促使远程控制机器人带电操作，并且对配套新型连接金具的隔离断路器加以维护和检修处理。当前在进行机器人控制的时候，其中的主要控制方式包含有四种，根据变电站现场需求的情况，使用IPC控制机器人[3]。

2 变电站巡检机器人的系统设计

2.1 基站控制系统层

基站控制系统层其中主要包含有机器人遥控和自动巡视以及机器人状态信息显示、数据储存等内容。

首先是机器人遥控，在机器人的实际应用的时候，遥控主要是对机器人远程控制的重要工具，对机器人的行驶或者是摄像机调焦等操作，都能够在机器人遥控的基础上促使其成为显示，这些行为主要是在键盘和鼠标等基础上完成的。

其次是自动巡视，智能机器人的巡检系统能够使得机器人自动进行巡视，并且操作人员在这一过程中可以设定相应的巡视时间，机器人在这一基础上能够自动实施巡视任务，并且在自动巡视的时候，机器人所需要执行的主要任务包含有自动云台动作和自动红外热像仪的操作及红外数据的采集等内容。

再次是实时图像数据监控和机器人状态信息的显示，智能机器人的巡检系统中对可见光摄像机及红外热像仪等实时监控处理，其主要是对遥控和自动巡检等方面的功能加以配合，使得数据的详细记录更为便利。

最后是数据储存与分析等方面内容，机器人实际运行的时候，主要是在电子地图信息及工作系统当中的信息等信息内容的基础上，其较为详细的数据在数据库中记录，并且机器人在实际运行的时候，其中产生的一些巡视进行详细的记录和数据分析，使得之后的查询更为便利，并且为之后数据的分析提供较为良好的支持。

2.2 移动站系统层

首先是主控计算机系统，主控计算机系统在智能机器人的实际应用的时候，具有较为重要的作用，主控计算机系统程度主要是对其实时全方位和多功能的操作处理，并且面向对象实施语言开发编程处理的，其自身的目的是为了能够采集导航的定位信息，对这些信息内容有效处理。

其次是导航定位系统，其主要包含有导航传感器和定位传感器等部分内容，导航传感器本身是磁导航传感器，能够有效的跟踪地面之前所铺设的相关磁导航运行轨迹，最终实现导航。

再次是动力系统，动力系统中包含着电池和电源管理器等相关内容，其在运行的时候，主要是为机器人提供基础的能力，而动力系统主要是为了促使电池得到合理配置和管理。

最后是检测采集系统，在移动站系统层中的检测采集系统通常情况下，是为了对摄像机以及红外热像仪等设备提供必要的依据和数据传输。如图1所示。

3 智能机器人巡检系统的实际应用

3.1 三维电子地图技术

在智能机器人的巡检系统实际应用的时候，其中也选择了其他相关的技术对其配合处理，并且在智能机器人的巡检系统实施三维虚拟现实技术的基础上，对变电站实施实际规模构建，三维电子地图技术在具体应用的时候，能够有效对二维平面地图的局限性取代，并且使得后台操作人员能够有身临其境的感觉，在对巡检位置确定的时候，更加确切。

3.2 实时数据曲线分析技术

智能机器人巡检系统的实际应用的过程中，实时数据曲线分析技术使用的时候，其设备的温度也会由于自身负荷变化的情况下，出现相应变化和影响，同时其中较为单纯的温度变化趋势不仅无法切实有效的体现设备老化等问题，在机器人的实际巡检过程中，其自身巡检测温报告需要能够和变电站多具有的运行管理MIS系统联系在一起，使得机器人在实际巡检的时候，通过便点运行管理系统，能对其中存在的數据的异常现象等凸现出来，促使巡检数据的质量和水平都得以提高。如图2所示。

3.3 模式识别技术

智能机器人巡检系统在实际的操作过程中，不可能每一次都准确无误的对准目标实施操作，对其精确程度产生影响的因素主要包含有运动控制的精度和导航停靠精度的限制等相关内容，而由于观测距离的不同，也会使得其在实际检测的时候，对检测结果产生直接影响，使得其中相关数据出现不够精确的现象。而在这一形式下，在模式识别算法的基础上，需要和机器人检测位置配合，对目标设备定位和分辨处理，并且促使数据检测的准确性以及可行性都得以凸显出来。

4 结语

电力系统本身的结构就具有较为复杂的特点，并且其自身能够得以安全合理运转的时候，也会对人们的日常生活产生一定程度上的影响，在这一情况下，智能机器人在应用的时候，不仅能够促使传统的变电站巡检任务得以优化，同时也能够在现代技术的基础上以及其现场检测的情况等，实施较为详细的检测和有效控制。机器人的合理应用，变电站的智能机器人巡检系统的有效设计和不断完善也能够使得其中所涉及到的劳动力的数量得以减少，实现变电站巡检任务的统一化和标准化发展。

参考文献

[1]马承志，吴敏.变电站双体智能巡检机器人研究综述[J].价值工程，2018，37（15）：284-286.

[2]王奎，郑志勇，潘飞.变电站智能巡检机器人的应用[J].科技与创新，2018，（07）：148-149.

[3]罗汉武，李文震，陈师宽，李穆，张海龙，李昉，刘海波，冯新文，杨倩倩.一种变电站智能机器人巡检辅助分析系统及方法[P].内蒙古：CN107680195A，2018-02-09.

Abstract：With the in-depth reform of the power system， the intelligent robot inspection system which can be used to replace the manual evacuation of substations has been widely applied. In the design and research of the intelligent robot patrol system for the substation， the basic principle of the intelligent robot patrol inspection system in substation and the application of this system in the application are needed， and the system is expounded in the aspects of the sight and defect tracking of the substation equipment. It plays an important role in the intelligent robot inspection system in the substation to better play its role.

Key words：substation； intelligent robot； inspection system； design