变电站机器人智能巡检的系统研究与应用

【摘 要】 随着机器人技术的快速发展，变电站巡检机器人的应用越来越广泛。如何确保机器人在替代人工巡检时的重复定位精度与准确性，成为重中之重。将移动机器人技术应用在变电站设备检测过程中，需要变电站智能巡检机器人具有一定的定位能力，能够根据自己的位置规划出从当前地点至目的地的最优路径。因此本文的研究为今后的变电站巡检工作提供发展方向。

【关键词】 变电站 机器人 巡检

在目前大部分变电站中，各类自动化设备已经非常普及，甚至可以说是标准配置，调控中心可以远程对变电站的整体运行情况进行监控和远程操作。然而变电站运行中出现的设备发热、漏气、漏油等一系列故障，仍然需要变电站运维人员在现场进行监测和确认。这些繁杂而又重要的工作对运维人员的素质提出了高标准和高要求。变电站在我国能源调配方面发挥着重要的作用，能够在一定程度上实现对部分变电站中变压器等关键设备的实时监控及智能模式化的运营管理[1]。随着科技的快速发展以及依据社会发展进程中“十二五”规划的建设标准，变电站的自动化管理模式也在稳步前进，在发展的进程中实现无人化值守[2]。

2  变电站机器人智能巡检系统体系架构

变电站机器人智能巡检系统体系主要由巡检机器人、部署终端、监控后台等组成。智能巡检机器人在编制好的程序控制之下，能客观准确地对变电站设备进行全面巡视，并且能够实时记录数据，分析数据，保存记录，将变电站设备完整的运行状态提供给运维人员。

当系统在启动对应的终端部署模块时，需要在同一个时间段内启动定位操作系统。监控后台作用是远程对机器人进行遥控和指导工作，历史数据分析等等。运维人员可以通過远程监控后台对机器人传输的数据进行查阅，每个远程监控后台可以监控多个变电站的智能巡检机器人，可以实现多变电站集中化地高效运维管理。

3  变电站机器人智能巡检的系统研究

3.1 机器人智能巡检系统基本原理

机器人智能巡检系统采用的是非结构模式的点云，在该算法中可根据坐标来计算点云中数据，此时节点的方位角设置为，俯仰角设置为，通过可以将无序点云在一定程度上变为有序点云，此时该点的曲率为：

曲率主要用来表示点云在地图模式上的平滑度，一般情况下，平面上的曲率相对较小，原因在于平面光滑，无折痕;但对于平面的相交线段来说，其曲率相对较大，若采用曲率来划分点云，此时可以将其设置为两个不同的阈值。

3.2 机器人智能巡检系统定位算法

在机器人智能巡检系统算法中，首先需要假定实物投影的位置轮廓信息不会发生突变，此时在边界线上的点云在进行相应的转换后不会发生任何实质性变化，平面上的点云在进行相应的转换过程后，其平面将会对应平面块。该模式下提出的算法主要就是通过在点云地图中匹配不同的节点属性，然后在最大程度上将全部边缘线上的节点或平面上的节点转换为相应的线和块，此时目标点到两点间的距离表示为[49]：

4  变电站机器人智能巡检的系统应用效益

（1）安全效益：经过变电站机器人巡检系统在变电站的应用，可以看出巡检机器人可以帮助运维人员发现检测到发热故障、表计故障、渗漏油故障等，及时进行检修可以大大降低变电站设备损坏率，提高安全性能。另一方面，当出现台风或者暴雨天气时，机器人可以代替运行人员加强变电站设备的巡视，不仅保障了设备的安全，也保障了运行人员的人身安全，具有显著的安全效益。

（2）经济效益：变电站设备大多价格昂贵，尤其高电压等级变压器价格或上千万。如果因为变电站设备故障导致停电发生，负荷损失所带来的经济损失更是难以预测。巡检机器人可以在设备故障早期发现，及时发现及时处理，保障变电站安全稳定运行，为公司带来经济效益。

（3）社会效益：机器人是一个复杂的系统，包含了多项高端技术，如定位导航技术，红外测温技术，仪表识别技术等。通过研究变电站智能机器人，大大带动了其他行业机器人技术发展，具有较大的社会效益。

结束语

在对于变电站机器人智能巡检系统的设计过程中，安全性也是我们首要考虑的问题，它将直接关系到国家电网系统的正常运行，所以我们应该不断地结合具体情况，以理论实践相结合，推动机器人的智能化与人工巡检相结合，能够更好地促进巡检效率的提升，实现巡检系统的智能化发展，最后实现设备的安全、稳定运行。

【参考文献】

[1] 陈晨， 黄铮. 智能巡检机器人在变电站日常运维及缺陷跟踪方面的应用[J]. 科技风， 2018，2（18）：45-47.

[1] 刘介玮， 周向斌. 面向变电站设备运行状态监测的智能巡检机器人系统设计[J]. 自动化与仪器仪表， 2019，24（6）：62-64.

作者简介：乔方柒、 男、1997.08.14、 湖北恩施 汉口学院 电气工程及其自动化