变电站巡检机器人应用技术及实施要点

文/萧伟锋

虽然我国变电站在应用巡检机器人方面相比国外的发达国家起步较晚，然而随着我国科研人员不断的研究和探索，使得我国的变电站巡检机器人得到了迅速发展，也取得了十分显著的成果，特别是其中的智能分析技术、模式识别技术以及导航定位技术等各种关键技术已经走在了世界前列，这就为我国推广和普及变电站巡检机器人奠定了坚实的技术基础。现如今，我国的很多变电站都已经开始应用巡检机器人技术，被配合各种其他的先进技术共同使用，取得了极其耀眼的成绩，为保证变电站的正常运行起到了极大的作用。

1 变电站巡检机器人的应用技术

1.1 变电站巡检机器人的系统分析

变电站的对保证我国人民的正常用电有着至关重要的作用，所以保证变电站的安全运行有着十分巨大的意义，而传统的人力巡检不仅容易出现人为错误，还无法保证巡检效率。而通过应用巡检机器人，可以有效的降低人工巡检的工作强度，使巡检的工作效率大幅提升，更好的满足变电站的发展需求。而巡检机器人的系统中，主要由移动站以及基站所组成，移动站负责巡检机器人的巡检路线以及巡检信息的传递，而基站这主要对巡检机器人获取的信息进行分析，并对其进行管理和控制。

1.2 变电站巡检机器人的巡检模式

变电站巡检机器人有两种不同的巡检模式，分别是全自主定时巡检以及远程遥控巡检。全自主定时巡检模式需要由相关工作人员提前对机器人的巡检线路以及巡检时间进行设定，平时机器人在充电室处于充电待机状态，而到了预定时间之后，巡检机器人就会根据事先确定的巡检路线开展巡检工作。而在巡检机器人处于事先设定好的位置之后，就会开展对各种设备的检测工作，还会对设备的状态信息进行实时的传输。而在完成了预定的巡检工作之后，就会重现返回充电室进行自动充电；远程遥控巡检模式需要由相关工作人员通过计算机对巡检机器人进行远程遥控，使其脱离提前设定的巡检路线，到达工作人员想要检查的设备处，开展有针对性的检测工作，通过实时获取的信息，掌握设备的实际状况。而在完成了遥控之后，可以使巡检机器人返回之前的巡检路线，完成未完成的巡检工作。这两种巡检模式有着各自的优势，所以通常情况下，会将这种巡检模式联合进行使用，在平时的情况下，巡检机器人就会按照预设的路线和时间进行巡检，而一旦有了特殊情况，需要对某些特定的设备开展巡检，就能够通过远程巡检模式开展巡检工作。而通过将这种两种模式联合使用，对保证变电站巡检机器人的可靠性以及功能性有着十分显著的帮助，可以更好的消除变电站电气设备的安全隐患，切实的提高变电站的整体服务能力。

1.3 变电站巡检机器人导航控制技术

想要使变电站巡检机器人可以开展自动巡检工作，就必然需要在其中融入导航控制技术，而目前常用的导航控制技术有很多的种类，主要有视觉导航技术、 SLAM导航技术、GPS导航技术、激光反射导航技术以及磁轨导航技术。

1.3.1 视觉导航技术

这种技术主要是利用移动摄像机获取视觉图像的方式，对变电站设备进行监视和识别，这种技术的优点在于能够获得更多的数据信息，提高巡检工作的可靠性。然而，这种技术的应用成本较高，而且还要处理大量的技术图像，很容易受到周围环境因素的影响，无法独立进行使用，需要配合其他的相关技术，才可以保证应用效果。

1.3.2 SLAM导航技术

这种技术在军事领域应用有着十分显著的成果，SLAM导航技术可以实现地图构建以及即时定位，将其应用到巡检机器人中，能够提高导航精度。然而这种技术不仅对电子地图有着很高的精度要求，其使用的成本也比较高，这就需要相关工作人员能够结合实际情况，灵活的选择。

1.3.3 GPS导航技术

这种技术是现如今在我国应用最为广泛的导航技术，但是在变电站巡检机器人中应用该技术，通常会将其进行拆分，这就导致其灵活性难以得到保证，同时还会提升后期的维护强度。

1.3.4 激光反射导航技术

在应用这一技术时，需要利用激光扫描设备，对巡检路径进行扫描，然后计算出物体以及移动站的距离，然后进行导航定位，这种技术的优点就在于有着很高的平行性能以及分辨率，然而却极易被周围环境限制。

1.3.5 磁轨导航技术

这种技术适用于初期变电站，而且其有着精度较高的特点，相关的配套技术也十分成熟。然而，磁轨导航技术的技术路径比较单一，这就影响了该技术的灵活性，导致其精度受到影响，还很容易被信号所干扰。

1.4 变电站巡检机器人无线通信网络

为了使变电站巡检机器人可以更好的传递信息以及应用，就需要使其通信网络的可靠性得到提升，防止在其传递信息时，发生较大的信息损失问题。常见的变电站巡检机器人通信技术有四种，分别是WIFI技术、UWB技术、Mesh网络技术以及LI-FI技术。

1.4.1 Wi-Fi技术

这项技术可以说是目前在我国应用最为广泛的无线通信技术，其覆盖的领域也十分的广阔，能够有效支持无线桥接。然而，Wi-Fi技术在实际的应用过程中，会消耗较多的能量。

1.4.2 UWB技术

这种技术属于无载波通信技术，其优点在于有着很高的安全性，还有着高量级的带宽。然而，UWB技术的发射功率较低，使得其传输距离受到影响，适用于室内使用的机器人。

1.4.3 Mesh网络技术

这项技术是一种新型的网络结构，它可以有切实的保证带宽容量以及传输效率，能够更好的符合变电站的实际使用需求。

1.4.4 LI-FI技术

该技术主要是利用光谱发挥作用，优点是不会消耗过多的能量，还有着十分优秀的保密性。但是，LI-FI技术属于新兴技术，尚处于研究阶段，还有待完善，尚未被大规模的推广应用。

而在现如今的变电站巡检机器人无线通信网络主要以Mesh网络为主，该技术的能够很好的承担巡检机器人的无线通信需求，还可以有效的避免出现通信堵塞。

2 变电站巡检机器人应用技术的实施要点

在应用变电站巡检机器人技术的过程中，为机器人规划巡检任务则是其中的重点内容，技术人员编制巡检任务的过程中，要特别注重控制巡检时间，要尽可能的避免机器人在特殊气候条件下进行巡检，将气候因素的不良影响降到最低。并且，对变电设备以及任务点做好有效的联系，使巡检机器人能够更好的对任务点检查设备的类别以及名称进行识别，保证提供更加准确的数据信息。同时，还要对变电设备与任务点之间联系进行合理的控制，保证机器人巡检信息的准确性以及真实性。并且，抽象无向图形数据作为十分关键的关系模型数据，技术人员就要将其全面的录入到数据库中，在对其开展计算时，首先就要对路的 拐点最短距离以及路的权值等开展仔细的计算，将其输入到机器人的计算机系统中，这样就可以有效的提高机器人的巡检效率，保证机器人可以更好的完成巡检工作。

3 结束语

总而言之，随着我国社会经济的迅猛发展，我国的科研水平也有了显著的提高，通过开展研究变电站巡检机器人技术，可以使我国的变电站更好的开展巡检工作，使变电站的巡检工作由传统的人工巡检，转换为机器人自动巡检，有效的避免出现人为失误问题的出现，还可以24小时自动化巡检，提高巡检工作的效率，保证变电站设备的可靠性的安全性，切实的维护变电站的功能性，使变电站可以更好的发挥作用。