1、項(xiàng)目背景 

1.1傳統(tǒng)的人工巡檢難以適應(yīng)發(fā)展要求

目前電力公司對(duì)于所管轄的配電房、開(kāi)關(guān)室，例行巡檢每月1次，紅外測(cè)溫巡測(cè)每月1次，全部依賴(lài)于人工巡視作業(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時(shí)，須增加巡檢頻次。

隨著近年來(lái)電網(wǎng)飛速發(fā)展，生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運(yùn)維一體化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)也給變電運(yùn)維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢(shì)下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動(dòng)記錄”的巡檢作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。

 

1.2 電力巡檢機(jī)器人的研究意義重大

電力安全巡檢工作對(duì)保障電力安全生產(chǎn)至關(guān)重要。除人工巡檢以外，目前變電站/配電房?jī)?nèi)通常采用數(shù)量有限的固定傳感器及固定監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，很難全面的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的檢測(cè)并獲得設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。變電站/配電房需檢測(cè)變壓器與高低壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)及儀表面板讀數(shù)，檢測(cè)信息多。

通過(guò)智能軌道巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，對(duì)減少工作量、提高操作維護(hù)效率和設(shè)備異常應(yīng)急處理速度有明顯的效果，主要體現(xiàn)在以下二個(gè)方面：

一是大大降低操作維護(hù)人員工作臺(tái)的強(qiáng)度。

二是縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。使用機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)后，可為操作維護(hù)人員提供遠(yuǎn)程視頻，縮短處理時(shí)間。

智能軌道巡檢機(jī)器人可在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行多方位、多功能監(jiān)測(cè)并做出及時(shí)預(yù)警，對(duì)保障電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備巡檢效率與質(zhì)量、減少巡檢人員數(shù)量具有重要意義。

 

2、電力軌道式智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜紅外測(cè)溫、局放檢測(cè)、柜面及保護(hù)裝置信號(hào)狀態(tài)指示等的自動(dòng)識(shí)別，繼保室保護(hù)屏柜壓板狀態(tài)、空開(kāi)位置、裝置信號(hào)燈指示以及數(shù)顯儀表的自動(dòng)識(shí)別讀數(shù)。并且采用無(wú)縫滑環(huán)型導(dǎo)軌取電，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。

智能軌道巡檢機(jī)器人可沿軌道精確定位檢測(cè)點(diǎn)，通過(guò)搭載的傳感器采集設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、儀表的智能讀表以及信息傳輸?shù)裙δ?，代替人工巡檢方式，提高巡檢效率和安全性，達(dá)到“自動(dòng)化減人”的目的。

 

2.2 總體思路與技術(shù)路線

電科恒鈦智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，是專(zhuān)門(mén)針對(duì)變電站、配電房、開(kāi)閉所等電力環(huán)境設(shè)計(jì)研發(fā)的智能一體化巡檢方案。系統(tǒng)以軌道巡檢機(jī)器人為核心，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器以及相關(guān)附件，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力環(huán)境與設(shè)備的不間斷監(jiān)控。

其中，軌道巡檢機(jī)器人為采用軌道移動(dòng)方式，搭載高清攝像機(jī)及紅外熱成像儀，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與紅外熱成像診斷；集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置和語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，使用戶(hù)實(shí)時(shí)掌控電力環(huán)境，并通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢機(jī)器人的控制，數(shù)據(jù)接入、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。

智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要包括：

（1）軌道式智能巡檢機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人本體、高清可見(jiàn)光視頻監(jiān)控模塊、紅外熱成像模塊、溫濕度環(huán)境監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程對(duì)講模塊等。

（2）軌道系統(tǒng)，包括軌道本體、軌道連接件、吊裝組件、固定組件和限位器等。

（3）監(jiān)控平臺(tái)，包括本地監(jiān)控平臺(tái)1套、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)1套。

（4）通訊及電源系統(tǒng)，包括通訊光纖收發(fā)器、電源、配電箱、動(dòng)力線纜及組件等。

 

3、總體技術(shù)要求

吊裝式軌道巡檢機(jī)器人，是一款可定制室內(nèi)巡檢機(jī)器人，能夠在數(shù)據(jù)中心/機(jī)房、配電房等室內(nèi)環(huán)境內(nèi)使用，通過(guò)搭載的圖像、紅外、聲音、氣體等多種傳感檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電氣設(shè)備的智能化巡檢、監(jiān)測(cè)和預(yù)警等功能，有效提高運(yùn)營(yíng)效率,降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。同時(shí)，結(jié)合在人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，巡檢機(jī)器人還提供更多定制化服務(wù)。

序號(hào)	功能	簡(jiǎn)述
1	移動(dòng)高清視頻監(jiān)控	實(shí)現(xiàn)配電房、開(kāi)關(guān)室內(nèi)實(shí)時(shí)移動(dòng)可見(jiàn)光/高清視頻監(jiān)控
2	表計(jì)識(shí)別	實(shí)現(xiàn)電力表記的自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；狀態(tài)燈、開(kāi)關(guān)柄位置、箱門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)的識(shí)別。
3	有毒、可燃?xì)怏w檢測(cè)	可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧，當(dāng)濃度不在安全范圍內(nèi)時(shí)在本地和遠(yuǎn)程中心管理平臺(tái)進(jìn)行聲光報(bào)警。
4	照明狀態(tài)識(shí)別	室內(nèi)滲水識(shí)別發(fā)現(xiàn)；室內(nèi)照明設(shè)備工作狀態(tài)識(shí)別；
5	紅外熱成像監(jiān)測(cè)	采用紅外熱成像監(jiān)測(cè)通過(guò)整個(gè)室內(nèi)進(jìn)行掃描式測(cè)溫，全面掌握設(shè)備溫度情況。自動(dòng)巡檢過(guò)程中，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)溫度超限節(jié)點(diǎn)和區(qū)域，依照行業(yè)規(guī)范對(duì)巡檢設(shè)備進(jìn)行溫度檢測(cè)，對(duì)缺陷或故障進(jìn)行自動(dòng)分析判斷，并預(yù)警。
6	關(guān)鍵點(diǎn)精確測(cè)溫	實(shí)現(xiàn)對(duì)母線接頭等關(guān)鍵點(diǎn)定點(diǎn)測(cè)溫
7	缺陷定點(diǎn)跟蹤測(cè)溫	實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)或?qū)^(qū)域熱缺陷進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)巡檢，采集數(shù)據(jù)
8	環(huán)境檢測(cè)	實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、漏水、環(huán)境噪音、設(shè)備工作噪音等環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)
9	語(yǔ)音對(duì)講	定期檢修或施工的伴護(hù)功能

  

4、技術(shù)參數(shù)

4.1環(huán)形軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

性 能	參數(shù)	性 能	參數(shù)
最大載重	28kg	升降范圍	標(biāo)配2m(1~2m可選）
工作溫度	－10°C～＋55°C / ≤90％	輸入/輸出電壓/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡檢軌跡	巡軌道曲線運(yùn)行	行走速度	水平：10～15m/min 垂直：0.9～3.6m/min
云臺(tái)最大載重	20kg	轉(zhuǎn)彎半徑	<=0.5M
供電方式	拖鏈保護(hù)式供電	定位方式	步進(jìn)電機(jī)編碼器定位
通信方式	PLC電力線載波通訊	通信帶寬	RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m
升降云臺(tái)結(jié)構(gòu)	無(wú)縫滑軌式供電	預(yù)置位數(shù)量	0-255
主機(jī)外形尺寸/重量	長(zhǎng)70CM×寬35CM×高20CM/23KG	升降云臺(tái)外形尺寸/重量	長(zhǎng)50CM×寬40CM×25CM 6～9KG

 

4.2直線軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

性 能	參數(shù)	性 能	參數(shù)
最大載重	28kg	升降范圍	標(biāo)配2m(1~2m可選）
工作溫度	－10°C～＋55°C / ≤90％	輸入/輸出電壓/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡檢軌跡	巡軌道直線運(yùn)行	水平移動(dòng)速度	10～15m/min
云臺(tái)最大載重	20kg	垂直升降速度	0.9～3.6m/min
供電方式	拖鏈保護(hù)式供電	定位方式	步進(jìn)電機(jī)編碼器定位
通信方式	PLC電力線載波通訊	通信帶寬	RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m
升降云臺(tái)結(jié)構(gòu)	交叉套疊式	預(yù)置位數(shù)量	0-255
主機(jī)外形尺寸/重量	長(zhǎng)70CM×寬40CM×高45CM/23KG	升降云臺(tái)外形尺寸/重量	長(zhǎng)26CM×寬26CM×30CM 6～9KG

 

 

5、軌道機(jī)器人功能特點(diǎn)

5.1.轉(zhuǎn)彎&爬坡能力強(qiáng)

智能巡檢機(jī)器人可沿軌道暢行，最小拐彎半徑可低至500mm，最大爬坡能力可達(dá)30°。機(jī)器人在經(jīng)過(guò)彎道、坡道等特定位置，在靠近這些路段前10米處，機(jī)器人讀取RFID信息，機(jī)器人自動(dòng)減速慢行，以保證機(jī)器人安全通過(guò)特殊路段，通過(guò)特殊路段后，又讀取到新的RFID信息后，機(jī)器人確定通過(guò)特殊路段，開(kāi)始自動(dòng)提速正常巡檢速度（10m/min）運(yùn)行。

5.2.靈活的檢測(cè)機(jī)構(gòu)

主檢測(cè)單元由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、紅外熱像儀和高精度云臺(tái)等模塊組成。采用全鋁機(jī)身設(shè)計(jì)，耐候性極強(qiáng)，采用全新的傳動(dòng)系統(tǒng)，云臺(tái)定位精度高，0~360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，具備較大的保持力矩，不會(huì)因?yàn)閿z像機(jī)的震動(dòng)而使云臺(tái)發(fā)生偏移。

5.3.數(shù)據(jù)分析與報(bào)表報(bào)告功能

中心報(bào)表系統(tǒng)能夠自動(dòng)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和智能分析處理海量數(shù)據(jù)，如巡檢點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢(xún)與統(tǒng)計(jì)，報(bào)警信息查詢(xún)與缺陷異常分析，環(huán)境記錄數(shù)據(jù)和紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)分析。所有報(bào)告及報(bào)表支持查詢(xún)、導(dǎo)出和打印。導(dǎo)出數(shù)據(jù)支持EXECL格式和文字格式，導(dǎo)出信息齊全，記錄準(zhǔn)確且完整，方便存儲(chǔ)、匯報(bào)、決策和作歸檔處理等。

 

6、機(jī)器人運(yùn)行模式

6.1.自主巡檢——運(yùn)行人員根據(jù)巡檢時(shí)間、周期、路線、目標(biāo)、類(lèi)型（紅外、可見(jiàn)光、局放等）靈活進(jìn)行任務(wù)定制，機(jī)器人按照定制任務(wù)進(jìn)行自主巡檢。

6.2.定點(diǎn)巡檢——運(yùn)行人員選擇部分設(shè)備進(jìn)行巡檢，系統(tǒng)自動(dòng)生成最佳巡檢路線并執(zhí)行定點(diǎn)任務(wù)。

6.3.遙控巡檢——運(yùn)行人員通過(guò)后臺(tái)手動(dòng)控制界面，控制機(jī)器人執(zhí)行巡檢任務(wù)。 

7、結(jié)論

智能巡檢機(jī)器人是促進(jìn)電網(wǎng)智能化的創(chuàng)新手段。變電站檢測(cè)中遇到的緊急、困難、危險(xiǎn)、重復(fù)性工作，由變電站智能檢測(cè)機(jī)器人代替人工完成。巡檢機(jī)器人可攜帶紅外熱像儀、可見(jiàn)光CCD等相關(guān)變電所設(shè)備檢測(cè)裝置，在各種氣候條件下巡檢，按照固定的路線，自動(dòng)識(shí)別電力設(shè)備內(nèi)部的熱缺陷、外部的機(jī)械或電氣問(wèn)題（如異物、損傷、發(fā)熱等）。為操作員提供診斷電源。設(shè)備運(yùn)行中的隱患和故障前兆數(shù)據(jù)。通過(guò)人機(jī)界面，生成設(shè)備的歷史溫度曲線，提高設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可預(yù)測(cè)性，為基于狀態(tài)的維修或狀態(tài)評(píng)估提供有效的數(shù)據(jù)支持，從而減少事故的發(fā)生；不斷探索聲監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用。存儲(chǔ)診斷系統(tǒng)；不斷深化和推廣基于應(yīng)用機(jī)器人的運(yùn)行維護(hù)管理模式，有效提升核心管理水平。