智能巡检机器人在变电站日常运维及缺陷跟踪方面的应用

陈晨 黄铮

摘 要：本文首先对智能巡检机器人在变电站日常运维中的应用做了介绍，然后对智能机器人在变电站发现缺陷能力和应用方面进行了分析，根据几起现场实际案例介绍了当前智能机器人在变电站缺陷跟踪方面上的应用。最后本文对智能机器人今后的发展进行了展望。

关键词：智能巡检机器人；日常运维；缺陷；发展

随着智能机器人技术的不断发展，智能机器人在各个领域的应用都得到了长足发展，就电力系统内部而言，智能机器人在输电线路巡线、变电站日常运维等方面的应用已逐步成熟并已大力推广应用，特别是在日常运维与缺陷跟踪等方面，已经能替代部分人工巡视工作，最大化的发挥其技术优势，能更加有效实现精益运维，提高运维效率和运维质量。

1 智能巡检机器人在变电站日常运维中的应用

应用于变电站的智能巡检机器人通常具有两种可视化功能：一是可见光巡视，即在白天通过高清照相机捕捉设备表计、运行状态等内容，主要用于观测设备运行状态，例如充油设备油位检查，SF6气体绝缘设备气体压力表计数据读取，设备运行状态观察，避雷器泄露电流及动作次数记录等日常运维工作；二是红外测温功能，在夜晚通过红外摄像头对各类设备进行红外测温。设置“重点关注”对重点设备进行特殊照顾。

在日常运维中的应用均是通过设置定时周期任务，周期性的进行数据观测采集，以某变电站为例，全站共划分为四个任务区域，每个区域任务周期均为1天，白天进行可见光任务，主要内容为开关刀闸分合位置、SF6压力、油位计、温度表、避雷器泄露电流表、计数器等，并留存可见光图谱；夜晚进行红外任务，如刀闸类设备，动、静触头，刀臂南北侧各取1个检测点；开关类设备包括本体、接线等共取4个检测点；变压器类设备更是从本体两侧、三相及中性点套管、接线等各个部位各个方位进行红外测温，共取至少12个检测点，全方位的对设备进行红外检测，同时留存可见光及红外图谱。

以华中最大的交流变电站500kV兴隆变电站为例，根据巡视周期4天就可以完成全站975个可见光、3204个红外图谱的采集和数据处理，并形成数据报告，每一个数据都有对应的图谱保存。

相较于人工巡视的数据采集和后续繁琐的数据、报告整理工作，智能巡检机器人将运维人员从部分繁琐的人工巡视工作中解放出来，运维人员只需在巡视完毕后直接读取相关数据、报告，便可进行运维分析，极大的提高了运维效率和运维质量。

2 智能巡检机器人发现缺陷的主要类型

智能巡检机器人通过可见光巡视，主要可以发现的设备缺陷为表计数据异常，通过设定表计的告警值，机器人检测时数据超标便会及时发出警报，主要用于识别SF6压力值、充油设备油位、温度表等，通过增加机器人巡视周期弥补人工巡视的不足，减轻现场运维人员工作负担，及时发现这类缺陷，并通过调阅设备历史检测数据，进行历史数据曲线分析，及时发现异常变化趋势。

夜间红外测温巡视，主要发现设备异常发热类缺陷，通过设定拍摄角度，多角度的对设备进行红外检测，减少人工测温差异性造成数据不准确，增加数据分析可靠性和长期性，目前机器人红外测温任务时会对所测数据即时进行三相对比和温升对比，超过告警值立即报警，并在任务结束时形成三相测温对比报告，通过运维人员进行人工复测排除可能存在的外界干扰，再进行缺陷的上报及处理。因机器人本身限制无法拍摄到的部位，则通过增加巡视点或人工巡视予以弥补，增大了检测范围和检测全面性。

仅2016年500kV兴隆变电站由巡检机器人发现的各类缺陷共14个，其中可见光类缺陷3个，主要为温度表计指示异常、油位表油位异常等缺陷；异常发热类缺陷11个，其中严重及以上缺陷4个，最高异常温度达215℃，及时发现这类缺陷，通过设备运行方式调整保证设备安全，对于无法退出运行的设备及时汇报并通过调度系统方式调整，为异常处理赢得宝贵时间，及时避免因发热缺陷导致的事故异常停运和设备损坏，保证设备及电網安全。

3 智能巡检机器人在缺陷跟踪时的应用

智能巡检机器人因其工作特性的不间断性和远程可观察性，在缺陷跟踪时也有积极应用。下面通过几例实际案例来进行说明。

案例二：智能巡视机器人在少人值守变电站实时监测时的应用：

500kV柏泉变电站GIS设备SF6压力低告警，已填报危急缺陷，待检修人员来处理前需实时监测SF6压力情况，此时将巡检机器人派遣至该设备SF6压力表观测点前，使其能清晰准确观测该设备压力表数据，运维人员在控制室便可实时掌握该设备压力变化情况，避免人工检测上下奔波耗时耗力，有利于运维人员更好的进行缺陷汇报和相关业务处理工作，弥补人手不足的问题，使简单的人力工作向智能化转移，更加灵活的调配人力资源，提高工作效率。

以上实例是当前智能巡检机器人在变电站缺陷跟踪方面的具体应用，已经能体现其在数据采集、观测、分析上的重要作用，减轻运维人员劳动强度，实现更加灵活的人力资源调配，大大提高巡检的安全保障和自动化水平，切实达到减负增效的目的。

4 智能巡检机器人的未来发展展望

随着大数据的发展，机器人数据分析将不再局限于一个站，而是能够将数据汇集并上传至数据中心，实现数据共享，多站多数据进行对比分析，汇集更多的数据案例。更加准确的数据采集、更加完善的数据优化、更加全面处理软件，更加科学的数据分析，智能机器人将能帮助运维人员更准确更有效的分析缺陷或隐患的发展趋势，提出更加科学的检修、运维需求，真正实现安全有信心，运维有保障，缺陷有管控的运维目标，构建全方位的立体监测平台，保障电网与设备的安全运行。

参考文献：

[1]安全英.智能机器人在变电站巡视运用研究.电力技术，2016（49）.

[2]张灿峰，黄景婧，汤国文，游松涛.变电站智能机器人巡检系统应用案例分析.科技资讯杂志，2015（30）.

[3]李兵.巡检机器人在无人值守变电站应用的研究探讨.电源技术应用，2013（08）.