智能巡检机器人在无人值守变电站的应用

摘要：近年来，随着电网的快速发展，变电站数量剧增与变电站值班员数量不足之间的矛盾日益突出。通过使用机器人来辅助甚至代替人工对变电站设备进行巡检，就可以有效的降低安全隐患，从而达到对设备进行更加可靠的巡检。 关键词：无人值守；变电站巡检；机器人

1智能巡检机器人系统设置

1.1智能巡检机器人基站各模块方案

1）巡检任务管理模块实现创建、存储和删除机器人自动巡检任务，可定时自动执行和人工下发巡检任务。在人机界面中可以新建和删除巡检任务，还可以手动定时，提前设定执行任务的时间。机器人执行任务的流程是这样的：任务开始时，把本次巡检任务里包括的设备发送的移动站机器人，机器人开始运行，当到达指定的设备时通知基站，基站将需要执行的检测动作发送给机器人，完成后通知机器人向下一个设备运动，直到检测完所有设备后返回到机器人充电室进行充电。2）图像监控模块当机器人执行巡检任务时拍摄的可见光及红外线的视频图像，可以在基站的显示屏界面上实时的显示，系统会自动根据任务的设定对图像进行抓取，操作人员可以控制摄像头的云台，对某个特定的角度进行拍照。其他的模块也可以使用图像监控模块的某种功能，例如，报警输出模块发现异常需要报警时，会调用图像抓取功能。3）机器人控制模块控制模块可以完成的功能包括远方控制机器人运动、控制云台转动、调整摄像机焦距以对拍摄的图像拉近和拉远、使用红外测温仪对设备测温等等。可以使用鼠标和键盘进行手动的控制。许多机器人运动常用的控制命令在键盘上设定了快捷键，这样可以使人工控制更加的快捷，比如说，用键盘上的四个方向键来控制机器人运动方向，空格键可以使其立即停止运动，W、S、A、D这四个键是控制云台向上向下、向左向右转动，Q、R是使云台转动停止和复位。4）数据存储模块系统中建立了一个实时的数据区，对机器人在执行任务时产生的各项日志、表计数据、测温数据及外观检测记录进行实时的保存，这样可以使各个模块之间进行数据交换更加的方便快捷。然后后台的数据库再把实时数据区的信息进行长期的保存处理。后台数据库还保存着机器人执行任务所必需的任务信息、系统工作信息和电子地图的信息。整个数据存储模块功能十分灵活，留有扩展程序的借口，可以使整个系统在今后可以有更多的功能。5）查询模块查询功能有3个功能，一是查询日志，二是生成巡视报表，最后是对设备的历史温度进行查看。巡检机器人系统会将平日的各项状态信息以及执行的各项控制命令和任务等保存至数据库，运维人员可以对这些日志数据进行查询，并且可以将结果导出。为了便于查找，可以将查询到的结果按照一定的次序进行排列或者按照某些条件进行分类筛选。在机器人完成巡检任务之后，后台会自动生成巡检报表，运维人员可以查看并导出为word格式。6）机器人状态显示模块这个模块会将机器人的各项基本参数、各个不同传感器的 工作状况、无线通信状态以及发出的报警信息展示出来。因为要把机器人的各项数据实时的提供给操作人员查看，而且各类信息十分繁杂，所以在界面里通过标签分类的显示不同的信息。

1.2智能巡检机器人移动站

1）电源管理模块。是整个系统的心脏，为其他各个模块提供电源，并可以实现对电池的充放电控制，采集电池的电压、电流和电量数据，保护电池不被

损 坏。2）云台检测模块包含视频服务器、可见光摄像机、红外热成像仪和云台等部分。机器人到达检测点时，根据基站系统的预先设定，可见光摄像机和红外热成像仪跟随云台转动到预先设置好的角度，并调整到预定的焦距拍摄可见光和红外图像，然后将这些图像上传到基站系统，基站系统会实时的分析图像并存储到数据库中。3）工控机控制模块与其他的各个模块之间通过相关接口实现彼此的通讯，收集其他模块的数据，通过无线网络提供给基站，接受基站的控制并向下对其他模块进行控制。4）运动控制模块需要对导航定位模块在行驶过程中传感器所收集到的数据进行整合，从而确定机器人的位置，控制机器人的运动。5）导航定位模块由多种传感器组成，包括磁传感器、RFID传感器和超声波传感器。在机器人的运行过程中，各种传感器将其采集到的信息进行反馈，从而实现对位置进行定位和为系统确定机器人所处的姿态。机器人的导航方式采用的是磁轨道，在地面中埋设磁条，使机器人在行驶时磁条一直处于其中间位置。 2智能巡检机器人系统应用效果 2.1经济效益

当前变电站正在推行少人值守甚至无人值守，另外由于变电运维一体化即将实行，变电站值班员的工作量较以前增加了许多。使用变电站智能机器人巡检系统，不仅可以大幅降低由于巡视人员麻痹大意、漏检等导致设备缺陷发展为事故的可能性，提高电网运行的可靠性，还可以减轻运维人员的工作量，使他们的精力可以放在其他生产工作。变电站一般位于远离城镇的地方，环境气候较为恶劣。在如此恶劣的工作条件下，工作人员的工作热情大幅削减，从而使得工作质量降低，如果能够采用这种智能化程度更高的机器人巡检方式，可以保质保量的完成对设备的巡检工作。通过使用变电站智能机器人巡检系统可以减少以下劳动量：日常对设备的红外测温工作；每天巡视记录设备数据工作；当设备有较大的安全风险时，机器人可代替人工对其进行检测；当出现恶劣天气，值班人员不便在户外活动时，机器人可代替人工对设备进行巡视。 2.2社会效益

1）变电站智能机器人巡检系统整合了机器人技术、导航定位技术、多传感器融合技术、电力设备非接触检测技术、模式识别技术以及物联网技术等多项技术，推广使用智能机器人巡检系统，可以带动相关产业的发展。2）使用智能机器人进行设备巡检，可以全天候、自主的执行任务，这些使得智能机器人既具有人工巡检的智能性和灵活性，同时也对人工巡检存在的一些缺陷和不足进行了克服和弥补，从而有效地降低了劳动的强度，使其更加适应智能变电站及无人值守变电站的发展需求，具有极为明显的优越性。 3结束语

变电站智能机器人巡检系统可以代替运维人员对设备进行检测，能够实现对变电站内运行的设备进行全方面的检测，监测其工作温度、设备的异常振动、相关故障发生时所产生的异响等等，大大减少人工成本，提高实际工作过程中的工作效率，提高变电站设备巡视的质量。 参考文献

[1]王留军,张鹰.基于机器视觉的车载式铁路轨道智能巡检系统研究[J].成都信息工程大学学报,2016,31(02):185-189.

[2].陕西电力检修公司新一代智能巡检机器通过验收[J].农电管理,2014(08):7.