智能机器人巡检系统安全性与应用性研究

智能机器人巡检系统安全性与应用性研究

舒恋

国网江西省电力有限公司南昌供电分公司 江西省 330006

摘要：随着经济和科技的高速发展，我国电力生产化水平不断提高，并向智能化的方向发展。变电站作为电网的核心部位，自动化水平也日益提高。随着无人值守化的普及，变电站巡检质量得到重视，传统的巡视方式已不能满足现代化变电站发展的要求。智能机器人巡检系统在变电站中的科学合理应用，打破了传统人工巡检的局限性，取得了良好的应用效果，提高了设备运行维护人员的工作效率和巡检质量。智能机器人巡检系统在一定程度上取代了人工的巡检工作，有效的推进了变电站无人值守的进程，智能机器人代替人工巡视，将是未来的主要发展方向。

关键词：智能；机器人；巡检；变电站

引言

在工业生产和系统运维中，采用机器人技术可以提高生产效率、降低生产成本，因此，机器人技术在今后具有较大的发展和应用前景。如目前对数据中心的运维管理通常采用人工巡检，但是随着数据中心的规模越来越大，体量越来越大，采用人工巡检会造成巡检效率低下、人力成本增加。为了提高巡检效率，现在已经有越来越多的数据中心运维管理采用机器人进行巡检，本文对智能巡检机器人的新技术及应用情况进行了分析。

1智能巡检机器人概述

智能巡检机器人是在智能系统的基础上，将识别传感系统以及计算和信息处理系统等进行结合，为机器人提供更多的功能，使其能够凭借探测设备，对变电站的实际情况进行测量，并对所测量的数据进行智能分析，找出运行不合理或故障问题，并结合故障情况给出分析报告，以帮助维修人员及时维护管理。在使用人工对变电站进行巡检时，一方面，成本消耗相对较大，人工检修过程中存在一定的危险性，而且人工巡检时间相对有限，新能源场站多实行集控管理，少人或无人值守，想要实现全天性的巡检，需配置大量运维人员，成本消耗较大；另一方面，人工巡检的精确度难以保障，有丰富经验的巡检人员能够发现并判断潜在安全隐患，而新员工或者缺乏足够经验的人员只能凭借检查设备，发现已发生的故障，维修效率较低，可能发生巡检维修不及时的问题。另外，工作人员在长时间的巡检工作中，精力会不断下降，从而无法保证巡检的精准度。通过使用智能巡检机器人，能够简化巡检过程，由人工或者智能程序对机器人进行控制，使用传感器，使其通过不同方式探测变电站中设备的情况和变化趋势，有利于提高检测精准度，并且机器人能够保持24h不间断的巡检，避免发生检测疲劳的情况，从而有效提升巡检的安全性和可靠性。

2智能机器人巡检系统安全性与应用性研究

2.1智能巡检机器人的新技术

目前很多机器人在巡检中存在以下缺陷：一是受空间限制，由于机器人采用轮子行走，没办法跨越机房门的挡鼠板，没办法下台阶，所以一个机房模块必须配置一台巡检机器人，可应用的场景太局限。二是采集的数据有限，仅能采集温度、湿度、灯闪状态，对气味、异响等并不能及时发现。三是采集数据在机器人本地存储器当中，数据分析与导出不方便。因此需要在智能巡检机器人中采用新技术，提高智能巡检机器人的综合应用性能。对于采用了较新技术的智能巡检机器人，包括飞行机器人本体和设于飞行机器人本体内的中控器以及与中控器连接的飞行器、红外温度传感器、湿度传感器、噪声检测仪、摄像头、GPS定位芯片和无线通信模块，飞行机器人本体上设有通用功能接口，红外温度传感器、湿度传感器、噪声检测仪、摄像头以及GPS定位芯片均插设在通用功能接口内，无线通信模块用于将采集的巡检信息传输至运维平台。利用飞行机器人作为巡检机器人可以使得整个巡检任务不受空间限制，对于不同的巡检场景都能适用。在巡检机器人上设置多种不同信息采集装置可以使得机器人在巡检过程中采集更加全面的巡检信息供运维人员分析监控，提升巡检效果。巡检机器人在巡检过程中会实时将采集的巡检信息传输至运维平台，这样就不用在巡检机器人中安装存储器，既减轻了巡检机器人的重量，使得机器人的体积小巧轻便，又能够使运维平台的运维人员实时获取巡检信息，以便及时对巡检出的故障进行处理。同时采用无线充电技术可以方便巡检机器人及时补充电量，也方便巡检机器人在充满电量之后自由地飞行至巡检地点完成巡检任务。巡检机器人巡检的区域会均匀地分布设置多个无线充电终端，以便为巡检机器人及时补充电量，使得巡检机器人实现无缝续航。

2.2室内智能巡视解决方案

以室内机器人移动巡检为主，搭载可见光摄像机、温湿度采集设备等传感器，同时具备自动升降功能，可对设备及环境状态进行全面监测。室内巡视方案由机器人、监控系统、机器人充电桩、通信基站等4大部分组成。机器人巡检可有效地替代巡检人员进行繁琐、重复的巡检任务，可及时发现高压室二次设备的隐患和缺陷；充电是供机器人完成自主充电；机器人通信基站用于机器人与监控系统间数据通信的网络设备。

2.3强化在控制系统方面的设计

在进行控制系统设计时，首要对工控机等要害部件做好选择，使其满足机器人运行和导航分析性能的要求，在进行远程控制时要使其能够科学的完成巡视作业。驱动系统的设计要求技术人员具有相关动力学方面的知识，能确保机器人在运行过程中满足紧急停车、越障和避障等方面的要求。在进行转向系统设计时要对转向结构进行适当调整，将机器人的转弯半径保持在车身长度的3倍以内，提高其运行速度和理论巡检效率。现行的智能巡检机器人在设计过程中，由于没有统一的设计标准，充电接口各自采用不同的标准，使其续航能力受到较大的限制，在新一代机器人设计过程中要做好这方面的工作，使机器人至少达到待机8小时的工作要求。

2.4检测识别技术

智能巡检机器人应具有较强的检测识别技术，以便对变电站中的不同情况进行识别，收集环境中的信息，并对信息进行分析，了解变电站中是否存在故障或问题。在对变电站进行检测时，主要对设备的外观情况进行检测，对开关状态进行识别，对变电站中不同的表计、压板、把手、位置、油温表等的状态和相关数据进行读取和识别，同时使用红外线测量设备温度。使用智能巡检机器人对变电站进行巡视时，可以通过激光雷达等技术对站内情况进行单位重构，为工作人员提供变电站的三维全景，明确站内主要的一次及二次设备的坐标情况，展示不同的构件情况，具有较强的真实性。

2.5优化识别算法

变电站设备安装操作时极易产生安全问题。比如，基于正常运行状况设置机器人检查程序，如果未检测到设备可能是由于指针过小。针对上述问题需对机器人识别算法进行优化，当被处于关闭状态时也能够设置在正确的安装位置，同时替换指针、为机器人提供验证指令。

结语

智能机器人巡检系统已在变电站中进行了实际应用，该系统将逐渐取代运行人员完成变电设备的日常巡视、红外测温、操作前后设备状态检查等工作，不仅实现了设备巡视工作的无纸化和信息化，提高了设备巡视的工作效率和质量，降低了运行人员的劳动强度和工作风险，同时，提升了变电站的智能化水平，为变电站无人值守提供了更先进的技术支撑平台。

参考文献

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