变电站智能巡检应用现状及解决措施研究

程祥

（国网武汉供电公司变电运维分公司）

0 引言

传统变电站巡检工作都是以人工操作的方式完成，并且每一项巡检工作都需要安排两名以上的工作人员，但其在实际巡检过程中很可能受责任意识、技术水平等因素的影响，出现漏巡、无法第一时间发现设备故障问题的情况。智能巡检系统的有效应用不但能解决以上问题，还能以机器人取代传统人工巡检操作，极大地减轻了巡检人员的工作负担，在节约运行维护成本的同时，还能直观清晰地反映出设备运行状态、视频图像等信息，真正为智能巡检工作的高效化开展提供了技术层面的支持。

1 变电站智能巡检的优势

智能巡检指定期检查设备的实际运行情况或随机进行巡视检查，第一时间指出设备存在的故障问题，并发出相应的预警信号，真正意义上将各种安全隐患扼杀在摇篮。智能巡检相比于传统人工巡检，其主要以智能化技术为载体预设巡检对象、时间地点等因素，同时自动化传输设备检测数据，及时将异常情况上报给有关部门，并借助视频识别等技术落实巡检工作，以此对巡检过程进行自动化监管。基于此，变电站智能巡检的优势主要集中在以下几方面：第一，运用多元化智能手段检测设备状态，如安装视频监控、红外机器人、避雷器在线监测、开关动作特性在线监测等系统，以此全方位展示设备运行情况、视频图像等，并将各类信息反馈到智能巡检系统管理平台。第二，提前设置巡检对象、时间地点、巡检内容等，并以此为基础制定完善的工作计划，定时或随机反映各项巡回检查的子任务，从整体上提高各项巡检工作的质量和效率。第三，在巡检工作实际开展过程中，既需要实时做好跟踪、记录、观察工作，又需要将巡检工作全面落实到位，同时利用智能巡检系统存储、备份原始数据，并提供历史轨迹回放、工作情况等信息，以此为相关工作人员提供科学可靠的历史参考资料，智能化统计各项数据信息。第四，及时对各种缺陷隐患发布示警信号，同时自动跟踪巡检工作中存在的问题，在智能巡检系统的支持下判断故障隐患的危急程度，以声、光等信息为载体发布相应的示警信号，并通过数据或图片的形式还原巡检现场存在的问题，而相关工作人员也能远程操控巡检现场中潜在的各种安全隐患。

2 变电站智能巡检的应用现状

在现代科技手段愈发趋于完善和成熟的背景下，云计算、物联网、智能化等新兴技术手段的应运而生为各行业领域带来了全新的发展机遇。而智能化技术在变电站巡检工作中更是取代传统人工操作，使得各项工作在自动化、智能化等技术的支持下自动完成，整个巡检过程也体现出了较高的适用性，即便是在风险高、位置偏远、任务量大的工作环境下，也能有效降低各类资源的成本投放量，切实提高企业生产效率和生产精度。另一方面，目前智能化技术在变电站中的应用越来越深入，而智能巡检方式、路径曲线也愈发趋于多元化。在智能巡检机器人、点位监控系统的支持下，配合以红外线监测技术、无线数据传送技术就能实时获取变电站的日常信息，通过自动化诊断的方式识别巡检系统是否存在故障问题，真正意义上达到动态性监测系统故障风险的目的，第一时间发现引起故障问题的主要原因，同时采取科学可行的措施落实变电站巡检工作，以防发生各种安全事故。最重要的是，物联网技术还能通过远程操控的方式，实时跟踪与监测变电站中涉及到的所有设备，在减轻人力工作负担的同时有效节约维护成本。

除了最为常见的智能巡检机器人之外，还可以在定点摄像头、滑轨摄像头中安装相应的无线测温装置、在线监测装置、无线数据传输端等，以此综合采集各项运行参数信息，将其与云端存储和大数据进行对比后，就可以有效预测整个巡检工作的运行状态和趋势，而相关工作人员也能在作业终端APP、PC客户端的支持下远程监控各设施设备的运行状态，及时处理其中潜在的风险隐患，将安全事故的发生概率控制在最小范围内。例如，基于物联网，相关工作人员可以利用智能巡检系统远程操控各设施设备，通过数据读取的方式达到自动化管理的目的，有效降低人工成本和设备运行维护成本。

目前变电站中使用的巡检机器人主要包括无轨智能巡检机器人、轨道智能巡检机器人，前者主要是通过摄像头、电源开关、移动系统来完成巡检工作，其在室外环境下也具有良好的适用性，而其中包含的抗干扰措施还适用于条件相对较差的设备巡检工作；后者本身具有轨道式摄像头，其与无轨巡检机器人相比，具有更简便、高效的优点，在无轨巡检机器人不适用的冰雪作业环境下也能完成各项巡检工作，真正意义上达到了实时巡检的目的，使得智能化巡检的作用和优势全面体现出来的同时，还从整体上提高了整个巡检工作的实效性。

3 变电站智能巡检存在问题的解决对策

3.1 数据读取

由于变电站内部原本就具有设备布局复杂的特点，因此利用智能巡检进行红外测温时，很可能在固定的巡检路径、定位点以及现场固有的可行通道等因素的限制下，无法保证现场巡检的灵活性，甚至出现对位不准的情况，最终获取的温度信息也与实际数值存在明显偏差。基于此，相关技术人员在优化智能巡检系统时，可以适当增加距离监测单元，确定摄像头或巡检机器人与被测设备之间的距离后再开展后续工作，从源头上避免巡检工作出现测温错误的情况。站在软件角度分析，智能巡检系统很难像人工巡视一样做到全角度的对比测温，特别是变电站内部的道路分布、摄像头高度、机器人电池续航等因素均会带来不同程度的影响，而现有技术条件也很难使得红外测温达到精准测温的高度，因此红外测温只能作为一种大面积测温的常规方式。

3.2 红外测温

在变电站巡检工作实际开展过程中，通常需要利用无轨机器人或有轨机器人的高清摄像头，按照事先设计的构思方案读取各类数据表格，而数据读取的精确度也远高于巡检人员的目视结果。由于部分表计的安装位置相对较高，巡检人员目视时很难保证指针位置和数字显示的准确性，在人工巡检工作中也只能通过望远镜观察相应的数值。但智能巡检系统中包含的高清摄像头却具有较强的变焦功能，即便是远距离也能通过变焦的方式读取相应的数据信息，在提高巡检效率的同时，还能以图片为载体存储采集到的数据信息，真正为后续分析工作的顺利开展提供科学可靠的参考依据。但在数据读取中实际应用智能巡检时普遍无法达到预期设想目标，究其根本原因在于变电站内部的空气较为污浊，而表镜的表面或摄像头变脏后就无法拍摄到高清的图片，而摄像头也会出现对焦失败的情况。针对于此，在改进过程中可以将自清洁装置安装到摄像头上，以人工清洁的方式除去表计上的污秽。在解决摄像头对焦失败的问题时，应重点关注自动对焦技术和算法不合理的问题，在超声测距仪、红外测距仪的支持下，利用主动式自动对焦摄像头降低对焦失败的概率。

3.3 巡视路径

智能巡检机器人在实际应用过程中，可以通过远距离超声停障、近距离碰撞停障感应装置避开障碍物，但这种安全装置最根本的作用在于保护巡检机器人，因此其在实际应用过程中很可能无法体现出较强的适应性。目前大多变电站内部都覆盖了一定面积的草坪，在特定区域内开展巡检工作时，很可能因巡检通道两侧的杂草影响智能巡检机器人作出精准判断，甚至激发机器人的障碍物识别感应装置，使其无法继续前进，而相关运维人员若不第一时间发现这一故障问题，就会使得机器人停留原地，直至耗尽所有电池电量，这时相关工作人员还需要将其搬运到充电处进行充电，额外增加了大量不必要的工作负担。与此同时，巡检机器人还可能因定位上的偏差偏离于原始巡检通道，无法精准计算、定位其所在的位置和运行路线，甚至与变电站内部的设备设施相碰撞。此外，智能巡检机器人可以通过自动充电设计，将充电装置安装到适合的位置后，即可在机器人电量不足的前提下达到自动充电的目的，而整个过程也无需人工参与。但机器人在定位偏差的影响下偏离于原始轨道时，就会发生自动充电失败的情况，其到达充电桩后也很可能无法精准定位，从而撞到墙面或障碍物，或者未到达充电桩位置就停止前进，严重影响了自主充电的作用和效果。基于此，在改进过程中可以基于原有的障碍物感应装置、自主充电装置、激光定位装置来安装可见光摄像头，使其精准识别周边环境的同时，拍摄2m以内的物体成像，并在图像识别技术的支持下将其与曾经设置的环境信息对比，以此达到精准判断机器人所在位置和行进路径的目的。

3.4 故障诊断

实际上巡检机器人本身具有较强的跟踪能力，在某变电站内部安装低电压设备后，就可以利用智能巡检系统监测故障问题，第一时间发现设备运行中潜在的故障隐患，有效防控故障风险的同时，还能及时向相关工作人员发布精准的示警信号，极大地提高了电力设备运行的安全稳定性。另一方面，在智能巡检机器人实际应用过程中，还可以及时将巡检工作中涉及到的数据信息传达到指挥室，促使电力设备维修人员充分了解测量装置中显示的仪表数据，帮助管理人员更好地应对电力设备存在的故障问题。实际上智能巡检机器人在实际应用过程中，可以自动采集设备运转过程中涉及到的所有信息，将这些信息与数据库进行对比分析后，就能精准识别设备是否存在故障隐患，以此为电力设备的正常运行提供安全方面的保障，同时有效提高变电站可获得的生产效益和经济效益。

3.5 通信故障管控

在变电站巡检系统运行过程中，分析其中包含的构成模块时，可以发现主模块与各分支模块之间具有一定的通信通道，在通信故障影响下智能巡检机器人很可能因诊断错误而无法发出正确的预警信号。基于此，为提高智能巡检机器人的故障诊断能力，可以采取具有针对性的措施防控通信故障问题，确保智能巡检机器人始终处于正常的运转状态，真正将其本身具有的作用和功能全面体现出来，最大限度地提高机器人巡检的质量和效率。

4 结束语

目前智能巡检已在电力领域中得到了广泛应用，其在逐渐取代传统人工巡检方式的同时，还体现出了人工巡检所不具有的作用和优势，尤其体现在减轻工作负担、降低人工成本等方面，并且智能巡检还能将设备运行信息、视频图像进行有效整合，通过可视化的方式直观清晰地展示出最终的巡视成果。在智能化技术不断完善与普及的背景下，智能巡检系统的结构和功能愈发趋于多元化，但其在实际应用过程中仍然存在多个方面的问题，需要相关技术人员结合具体问题具体分析，有针对性地解决巡检工作中存在的设备故障问题。