智能巡检机器人应用现状及问题探究

林志龙*

（国网厦门供电公司，福建厦门，361000）

引言

在当前时期，科学技术呈现出快速发展的态势，在此背景下，智能电网以及特高压的建设工作正在稳步展开，这就使得过去那种的常规的运检模式无法满足需要。如何采用新形势下的新技术、新手段实现运维模式的转变，使得运维人员的工作压力切实降低，确保设备可以一直保持安全的运行状态，这是将来必须要解决的问题。对于室外变电站来说，智能巡检机器人所能起到的作用是很大的，其主要是通过红外热像仪、拾音器以及可见光任务设备等来帮助巡视人员来完成各种形式的巡视工作，在必要之时还可独立完成巡视任务。

1 巡检机器人简介

所谓智能巡检机器人，简单来说其就是一种具备移动感知性能的平台，搭载多种传感器，用于特定设备状态监测、操作及行业业务处理等定制服务的可编程多功能操作机。智能巡检机器人类型主要有变电站巡检机器人、廊道巡检机器人、开关室巡检机器人等，其适用范围覆盖发电、输电、变电、用电等各电力相关环节，应用领域包括发电厂升压站、输电廊道、电网变电所、企业变电站、冶金整流室及解压槽等。在进行巡检工作之时，有些是较为繁琐的，难度也较大，而且危险程度相对较高，此时就可利用智能巡检机器人来代替巡检人员。在当前时期，应用程度相对较高的巡检机器人主要是以无轨化导航技术作为基础的，其中涵盖了安全、供电、驱动、通讯、主控、导航以及拾音等单元。此种机器人的智能化程度是相对较高的，而且能够保持较长的运行时间，控制的方式主要是自主控制、遥控控制，通过其能够替代巡检人员来完成各种形式的巡检工作，对变压器、电抗器产生的噪声进行检测，对SF6的泄露予以监测，并能够对巡检报表以及历史数据展开有效的分析。

2 变电站巡检机器人研究现状

我们国家在变电站巡检机器人方面的研究工作已经开始了一段时间，在1999年，山东鲁能技术有限公司就已经着手进行此方面的研究，及至 2002年，国家电网公司开始针对此项技术进行了卓有成效的研究。国内首台功能样机是在2004年诞生的，在这之后，系列化的变电站巡检机器人被研发出来。智能巡检机器人的实用性得到了大幅提升，能够有效应对变电站室外的各种环境条件，并可以在整个区域中实现自主运行。在此基础上，与巡检机器人相配套的专用系统软件也开发成功，这样起来就可真正对设备热缺陷进行预警，能够对开关以及断路器的开合状态予以有效的识别，当设备的外观出现异常之时，变压器的声音不太正常之时能够在第一时间发出警报。巡检机器人能够真正完成自主巡检的工作，这就使得变电站巡检在自动化、智能化方面提升到了新的高度。

3 巡检机器人在实际应用中的问题

3.1 红外测温

在红外测温过程中，站内设备布置复杂交错，巡检机器人受制于系统中设计好的固定的巡视路径、定位点及实际场地中可行进通道的限制，无法像人工巡视那样灵活的从 360°各个方向对比测温发现设备的最高温度及制热点，且存在对位不准确的情况，因此获取的温度信息与实际偏差过大，甚至错误。对于对位失准的问题可以通过系统的优化及增加距离监测单元解决，距离监测单元的作用是确定被测设备与巡检机器人的合理距离，在系统中设定某一合理距离内的设备才被红外摄像头所选定，从而有效避免类似案例中错误选定太阳等非正常范围内的物体来进行测温的情况发生。

3.2 表计数据读取

巡检机器人都装备有可变焦的高清摄像头，按照设计设想，其在表计数据读取过程中的优势要远大于人工巡视时的运维人员目视。智能巡检机器人的变焦摄像头不仅可几倍距离的拉近表计界面，省时省力，且可以保存表计界面为图片形式供事后分析。然而，实际应用中却发现这种优势并不能完全发挥出来，主要表现在当站内高压表计表面或者巡检机器人本身摄像头因空气中的污秽杂质积累而变脏时，摄像头则根本无法获取到清楚的表计图像。另外摄像头也存在对焦失败的情况。对于巡检机器人本身摄像头表面污染的问题，可在后续改进中加装类似汽车雨刮的自清洁装置以妥善解决。而对于表记污秽的现象，非巡检机器人本身问题，目前只有借助电网设备每次停电检修期间通过人工清扫得以解决当前巡检机器人的研发应用在巡检系统的智能化及巡检功能的多样化方面研究探索较多，但是在硬件方面疏于使用更为先进的前沿技术。高性能的硬件设备更有利于巡检机器人先进功能的发挥。

4 变电站巡检机器人关键技术指标

4.1 运动功能

考核变电站巡检机器人运动功能的关键性能指标主要有：自主导航定位、越障能力、涉水能力、爬坡能力、转弯半径、巡航时间等。具体说明如下：

（1）自主导航定位功能。在当前时期，大部分的机器人所采用的是磁导航定位，也就是要依据已经规划完成的路径移动，并停靠在确定好的位置，这样可对变电站区域中进行全天候的导航。而在传感技术进一步成熟之后，激光定位导航得到了应用，这样就使得无轨导航定位切实达成。

（2）越障能力。目前，已测试机型的越障高度均满足“最小越障高度为5cm”技术要求。其中，越障高度较高的可达到10cm或9.5cm。

（3）爬坡能力。目前，已测试机型的爬坡能力均满足“爬坡能力应不小于15°”的技术要求，其中，爬坡坡度较高的为20°。

（4）转弯半径。目前，已测试机型的爬坡能力均满足“最小转弯直径应不大于其本身长度的2倍”技术要求。

4.2 巡检能力

巡检能力是考核变电站巡检机器人实际应用能力的关键技术指标，应满足的技术要求为：

（1）具备巡检任务模式设置。

（2）智能巡检机器人能够对所有的户外因此设备进行巡视，巡检全覆盖的要求能够切实达成，覆盖率能够真正达到100%。

（3）巡检机器人可以对有读数的表盘，还有油位标记等予以自动读取，并完成识别工作，如果发现有异常的状况则能够在第一时间发出警报，而且误差率不会超出5%；并可识别执行机构的分合状态。

5 结束语

近年来，变电站智能巡检机器人在中国得到了推广应用。应该说，智能巡检机器人与电网发展的实际情况是相同步的。在现阶段，变电站智能机器人的研发工作应该要集中在无轨导航、小型化、工具化以及集中使用方面，并要切实构建起变电站智能巡检机器人的巡检信息管理的专用平台，从而使得变电站巡检机器人的实用性能够有大幅的提升，并且保证其应用的效果能够达到预期。

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