关于无人值班配电站巡检机器人的研究及应用探讨

王庆祥 科大智能电气技术有限公司

1 配电站巡检机器人研究现状

我国配电站巡检机器人相关技术研究虽然起步较晚但发展较快，相关机器人产品在导航定位、模式识别及智能分析等技术层面已达世界先进甚至领先水平，在部分电网公司得到了较为广泛的应用。经过多年的技术革新和换代，现有配电站巡检机器人已经发展成为融合移动控制、导航及路径规划、视觉模式识别、多传感器融合、电磁兼容、无线传输控制及自主充电等众多技术于一体的智能型系统，利用移动平台搭载可见光、红外成像等传感检测设备，可实现站内设备外观、表计读数、开关位置、红外测温等自主检测识别及顺空操作设备状态的自动校核等功能。

2 无人值班配电站巡检采用机器人的必要性

随着电力系统自动化和智能化水平的提高，电气信号的获取可以利用多种自动化设备和技术来获得，例如监视控制、数据采集系统以及继电保护等。如今的配电站也实现了遥控、遥测、遥信等功能，配电站自动化程度得到明显提高。虽然配电站的自动化程度已经得到了一定发展，可以实现少人和无人值班,但是在无人值班时也会引起一系列的问题,甚至影响配电站的安全运行。其主要存在的问题有四点：

2.1 当配电系统中出现真空开关、端子漏气、避雷器漏电等问题造成的发热现象无法及时发现，可能会导致安全隐患。

2.2 一些配电房设备陈旧升级难的问题无法得到有效解决。

2.3 对各种表计开关等部位以及设备外部的具体状况难以进行及时和详细的了解。

2.4 无人值班的情况下，就难以及时进行巡检，及时发现配电站设备出现的一些问题，设备故障等问题难以得到及时处理，为配电站造成损失。

由此可见，配电站的巡检工作十分重要，是配电站正常安全生产和运行的重要保证。在传统情况下，需要巡检人员每天定时对配电站进行巡查或者定期巡查，并采集相关数据和信息，及时发现存在的问题并解决。但花费大量人员来开展巡检工作，不仅会浪费大量的人力资源，同时重复性的巡检工作也会导致巡检人员产生厌烦情绪，出现对工作不负责的情况。例如没有进行实际的巡检工作就进行填写巡检报表等。为解决这一问题，配电站巡检智能机器人被应用，其配置灵活、技术先进、功能多样，为配电站的安全运行提供了保障。

3 无人值班配电站巡检机器人的应用

3.1 设备巡视功能

人工巡检分全面巡视、例行巡视、特殊巡视、熄灯夜巡及，风险管控巡视。无人值班配电站巡检机器人可替代人工进行全面巡视、特殊巡视、风险管控巡视。机器人特殊巡视分重载设备特巡、缺陷跟踪、迎峰度夏红外普测、防汛抗台模块。

3.2 红外测温功能

无人值班配电站巡检机器人红外测温，是通过预先设置多个监测点，从多个角度对全站设备进行整体性扫描式温度采集，系统能够对高压柜、开关柜等设备本体以及各开关、旋钮等的温度进行检测，并采用温升分析、同类或三相设备温差对比、历史趋势分析等手段，对设备温度数据进行智能分析和诊断，实现对设备热缺陷的判别和自动报警。

3.3 表计数读取功能

无人值班配电站巡检机器人系统能替代人工进行配电站电压表、电流表、开关、旋钮、断路器、指示灯等设备的电压、电流、开关状态、旋钮位置、投退位置等表计数据的自动读取。机器人通过拍照并获取表计模式识别数据后，系统会自动将每个点位的数据保存记录，运维人员可查询或导出系统生成的报表，通过对比每次巡检数据的变化，预防亚重缺陷。

通过无人值班配电站巡检机器人系统的应用，对减轻人员工作量、提高运维工作效率和设备异常应急处理速度等方面具有明显的成效，具体体现在以下三个方面：一是大大地减轻了运维人员的劳动工作台强度，主要是在测温及仪表数据抄录方面体现较为明显。让运维人员将更多的时间投入到运维一体等其他工作，节省人力劳动成本。二是缩短事故应急处理时间。采用配电站巡检机器人巡检系统后，可为运维人员提供远程视频，缩短处理时间。三是提高没备巡视数据分析的效率与准确性。人工分析往往需要花费大量时间且易出现笔误等疏漏，应用机器入之后，数据分析由机器人巡检系统软件自动统计分析，提高了数据的分析准确性与效率。

4 无人值班配电站巡检机器人的工作流程

无人值班配电站巡检机器人的运作指令下发有两种方式，一种是由运行操作人员在基站人为下发，另一种是由基站系统预先设置的巡检任务自动下发。工作流程如下：

4.1 巡检机器人开始巡检工作，利用路径规划功能安全地移动到需检测设备附近的停靠点，并停止移动。

4.2 根据接收到的检测指令移动云台对需检测设备进行精确定位，根据距离和方位对红外热像仪和可见光摄像机调焦进行设备的红外检测和可见光检测，并保存检测信息。

4.3 机器人将检测到关于设备的可见光图像/视频和红外热图像等信息经过网络通道传输到控制端计算机。

4.4 对相关信息进行分析后，若发现被检测设备的实时温度超过该设备预设允许的最高运行温度，巡检机器人会立即发出警报。

4.5 在此停靠点进行多方位的检测，直至该设备检测完毕。

依照此检测流程，机器人继续检测下一个设备，直至所有巡检任务完毕，机器人回到充电点进行充电。

5 结语

在配电站特别是无人值班的配电站的巡检_工作中，巡检机器人的使用越来越频繁。并且，随着电网规模的逐渐扩大，机器人发挥的作用会更大。在实际的工作中，相关工作人员要正确对待巡检机器人，加强对巡检机器人功能和系统设计的研究，提高对巡检机器人的管理水平。通过在不断的改进中，提高无人值守配电站工作效率，促使巡检机器人发挥更大的 作用。