变电站室内巡检机器人系统研究与应用

李德新

（四川长虹电子控股集团有限公司能源动力运营中心，四川 绵阳621000）

1 引言

自从我国进入新时代发展的过程中，互联网技术已经对人们的日常工作和生活产生了相当大的意义，而互联网技术在工业改革过程中也扮演着重要的角色。为了保证我国电力事业能够安全、稳定地运行，就需要对变电站的室内环境和物质构成做好一定的完善，例如，研究其较为复杂的空间环境和较强的电磁干扰问题，设计出一套变电站室内巡检机器人系统，从而有效地避免该环境对人体所造成的伤害，而且还能够借助智能机器人更好地优化相应的专业工作。

2 研究变电站室内巡检机器人系统的意义

在我国现阶段的电力事业发展过程中，已投运17 个跨区直流输电工程，建设了31 座换流站，这无疑对变电站的工作运行和维护提出了更高的要求[1]。在我国现阶段“互联网+”的社会趋势发展过程中，物联网、大数据、自动化等领域已经迎来了蓬勃的发展期，更是对人们日常的工作和生活产生了相应的积极影响。由于在我国很多工厂的工作过程中的工作步骤监督系统还不完善、矿井等危险地带的安全控制性不强、高校内部实验室的管理不够严谨，电力系统变电室内的环境和相关操作较难进行，而且还很容易由于外部环境的影响而出现工作失误、物品丢失的现象[2]。此时，人力基础上的人为工作护理已经不能够满足实际的需求，需要引入机器人来进行工作改革。基于互联网技术发展的巡检机器人作为一种主要的电子监督人才，起到了替换人力、提升工作效率的作用，可以帮助我国的社会建设逐渐趋于严谨和完善，对于整个电力事业中的变电站室内巡检来说，在一定程度上可以代替变电站运维人员进行日常巡视，并通过变电站室内巡检机器人的应用，验证方案的可行性。

3 变电站室内巡检机器人系统的组成

就本文所研究的变电站室内巡检机器人系统来讲，这是一款基于运动控制模块和室内轨道来实现机器人自动巡检、相关操作控制、注意开关、精确处理仪表读数等功能的机器人巡检系统。该系统主要是由两层架构来完成的，第一层是站控层，第二层是终端层，具体的组成如下：监控主站作为最为核心的控制层，在以太网和主站系统的共同作用下辅助监控主站进行工作。下一个层级是主机取电模块、主机通信模块和S型轨道，这其中以主机取电模块、主机通信模块最为重要。再下一个层级就是移动站主机和相应的监控装置[3]。其中，移动站主机的工作需要借助导航定位系统、升降驱动系统和运动驱动系统来完成；监控装置则是依靠可见光采集和红外采集这两种感光系统来完成。后续所要进行的数据采集工作则主要是借助机器人系统来完成的，包括移动站主机和监控装置。对于功能架构层来说，其运行的过程又会复杂一些，首先是由检测功能、分析告警功能、自动巡航功能和控制功能四个部分来将主站层数据分析平台所提供的数据进行相应的分析，然后以指令下发的形式传递给数据源。数据源中的可见光检测装置、红外检测装置、导航系统、升降驱动系统以及控制系统在接收到信号的刺激之后就会作出相应的反应，并将信息传递给通信层用于相关功能的作用。

4 变电站室内巡检机器人的主要特点

4.1 人脸识别

对于电力事业的变电站室内环境来说，这是一种较为特殊的环境，一般都不会允许闲杂人等随意进出，只会允许有资格的专业人士进入。因此，在设计变电站室内巡检机器人时，需要后台的专家将能够进入到变电室内的人脸数据录入并验证。一旦在巡检机器人工作的过程中发现未在系统中的人脸数据，便能够快速定位并将其清除出去。这种做法是杜绝随意更换变电站工作人员行为的重要措施，而且还可以有效避免由于外部人员进入而对变电站室内工作带来风险[4]。

4.2 危险区域识别

由于变电站的特殊性，其周边的区域大多数都是属于危险区域或者相应的禁区，一般来说都是不允许闲杂人等随意闯入或闯出的，以免发生相应的安全事故。因此，在设计变电站室内巡检机器人时，机器人能够对作业人员进入指定作业区域以外的行为进行越界判断和安全报警，从而有效保障作业人员的人身安全。而且当外部物体或者闲杂人等侵入危险区域时，也会发出警报要求其快速离开，从而有效地降低出现危险的概率。

4.3 操作核对

所谓的操作核对主要是对于一些较为细微、一般不会重视的细部工作而进行研究的，传统的变电站操作中偶尔会存在漏项或操作不到位的情况，这是因为人力操作虽然安排了一人工作一人监督，但是毕竟不能够做到面面俱到。而变电站选件机器人所设计的操作核对则能使得操作的安全性和可靠性得到相应的提升，可以对开关的闭合、设备的状态、性能等进行核查。

5 变电站室内巡检机器人的应用前景

巡检机器人显而易见的应用特点就是有效表明了我国的互联网技术在信息化时代的发展过程中扮演着相当重要的角色，而且还将互联网通信过程中的多样性、灵活性等进行了充分地体现，使巡检机器人和中央处理器之间的信息交互实现了本质上的进步，无论是在简单的机器设备信号采集、传输还是处理的过程中发挥出巨大的优势，并在一定程度上确保了巡检机器人的工作精确性和准确性。第二个应用优势就是通过将机器人技术与互联网、物联网系统集成进而控制电器设备的发展变成实际的应用，是对相关电力系统中工作效率的有效提升，对于大量人力、物力、财力等资源的使用起到了关键的节省作用。第三个优势则是对人力的优化来说，运行人员可以根据巡视时间、周期、路线、检测目标等灵活地对巡检机器人进行相关的任务定制，而且当其完成任务以后还能够回到特定的位置进行充电，从而有效地保障了下一次工作的顺利性和稳定性。

6 结语

综上所述，为使我国的工业化水平和科技化水平得到有效提升，需要在信息化技术的作用下进行工业化的改革。其中，以巡检机器人在电力系统变电站室内进行工作的各种步骤为研究目标，最主要的一点就是要在巡检机器人的工作系统中植入相应的电气系统，实现一定程度上的集成设计。这样不仅能够借助自主或者遥控的方式来使得巡检机器人对变电站室内的相关设备实施巡检，减少工作精度的影响，而且还能够有效地改进机器人室内图像的识别方式，使得整个工作的环境变得更为精致、科学、稳定。