技术文章

变电站/配电房巡检系统（吊装轨道式机器人）

设计方案

1、项目背景

1.1传统的人工巡检难以适应发展要求

目前电力公司对于所管辖的配电房、开关室，例行巡检每月1次，红外测温巡测每月1次，全部依赖于人工巡视作业。在高负荷期间和有特殊保供电要求时，须增加巡检频次。

随着近年来电网飞速发展，生产人员不足和巡检工作量增加之间的矛盾日益突出，而运维一体化等工作在扩展业务范围的同时也给变电运维工作提出了更高的要求，在这样的形势下，传统的“人工巡检、手动记录”的巡检作业方式难以适应电力系统精益化、集约化的发展要求。

1.2 电力巡检机器人的研究意义重大

电力安全巡检工作对保障电力安全生产至关重要。除人工巡检以外，目前变电站/配电房内通常采用数量有限的固定传感器及固定监控摄像头进行监测，很难全面的、准确的、实时的检测并获得设备的运行状态。

通过智能轨道巡检机器人的应用，对减少工作量、提高操作维护效率和设备异常应急处理速度有明显的效果，主要体现在以下二个方面：

一是大大降低操作维护人员工作台的强度。

二是缩短应急响应时间。使用机器人检测系统后，可为操作维护人员提供远程视频，缩短处理时间。

智能轨道巡检机器人可在设备运转期间对设备进行多方位、多功能监测并做出及时预警，对保障电力设备正常运转，提高设备巡检效率与质量、减少巡检人员数量具有重要意义。

2、电力轨道式智能巡检机器人系统设计

2.1项目目标

本项目实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、装置信号灯指示以及数显仪表的自动识别读数。并且采用无缝滑环型导轨取电，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。

智能轨道巡检机器人可沿轨道精确定位检测点，通过搭载的传感器采集设备参数、环境信息，实现视频监控、仪表的智能读表以及信息传输等功能，代替人工巡检方式，提高巡检效率和安全性，达到“自动化减人”的目的。

2.2 总体思路与技术路线

电科恒钛变电站/配电房巡检机器人（吊装轨道式）系统，是一款可定制室内巡检机器人，能够在开闭所/配电房等室内环境内使用，通过搭载的图像、红外、声音、气体等多种传感检测设备，实现对电力电气设备的智能化巡检、监测和预警等功能，有效提高运营效率,降低运营维护成本。同时，结合在人工智能、大数据等领域的优势，巡检机器人还提供更多定制化服务。

其中，轨道巡检机器人为采用轨道移动方式，搭载高清摄像机及红外热成像仪，实现实时监控与红外热成像诊断；集成有害气体、烟雾、光照度、温湿度等传感器以及定位装置，使用户实时掌控电力环境。

智能轨道型电力巡检机器人系统主要包括：

（1）感知层：通过机器人搭载环境检测设备、红外热成像仪、高清摄像机，完成对室内现场设备运行及环境状态的采集；

（2）网络层：对来自现场检测设备状态参数及工作参数的网络传输，将相关数据传输至上层信息管理层；

（3）应用层：对感知层上传的数据进行数据分析、存储和展示。

3、总体技术要求

4、技术参数

4.1环形轨道机器人 技术参数

4.2直线轨道机器人 技术参数

5、轨道机器人功能特点

5.1.转弯&爬坡能力强

智能巡检机器人可沿轨道畅行，最小拐弯半径可低至500mm，爬坡能力可达30°。机器人在经过弯道、坡道等特定位置，机器人读取RFID信息，机器人自动减速慢行，以保证机器人安全通过特殊路段，通过特殊路段后，又读取到新的RFID信息后，机器人确定通过特殊路段，开始自动提速正常巡检速度（10m/min）运行。

5.2.灵活的检测机构

主检测单元由高清网络摄像机、红外热像仪和高精度云台等模块组成。采用全铝机身设计，耐候性*，采用全新的传动系统，云台定位精度高，0~360°连续旋转，具备较大的保持力矩，不会因为摄像机的震动而使云台发生偏移。

5.3.数据分析与报表报告功能

中心报表系统能够自动存储、统计和智能分析处理海量数据，如巡检点数据查询与统计，报警信息查询与缺陷异常分析，环境记录数据和红外测温数据分析。所有报告及报表支持查询、导出和打印。导出数据支持EXECL格式和文字格式，导出信息齐全，记录准确且完整，方便存储、汇报、决策和作归档处理等。

6、机器人运行模式

6.1.自主巡检——运行人员根据巡检时间、周期、路线、目标、类型（红外、可见光、局放等）灵活进行任务定制，机器人按照定制任务进行自主巡检。

6.2.定点巡检——运行人员选择部分设备进行巡检，系统自动生成巡检路线并执行定点任务。

6.3.遥控巡检——运行人员通过后台手动控制界面，控制机器人执行巡检任务。

7、结论

智能巡检机器人是促进电网智能化的创新手段。变电站检测中遇到的紧急、困难、危险、重复性工作，由变电站智能检测机器人代替人工完成。巡检机器人可携带红外热像仪、可见光CCD等相关变电所设备检测装置，在各种气候条件下巡检，按照固定的路线，自动识别电力设备内部的热缺陷、外部的机械或电气问题（如异物、损伤、发热等）。为操作员提供诊断电源。设备运行中的隐患和故障前兆数据。通过人机界面，生成设备的历史温度曲线，提高设备运行状态的可预测性，为基于状态的维修或状态评估提供有效的数据支持，从而减少事故的发生；不断探索声监控的实际应用。存储诊断系统；不断深化和推广基于应用机器人的运行维护管理模式，有效提升核心管理水平。