机器人巡检系统在变电运维管理中的应用探析

国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 丁澎澎

引言

在当前这个时代背景下，将变电运维的维修工作进行合理的转变，由传统巡检模式逐渐转向基于机器人的智能巡检模式，能够更好的保证巡检质量。

与传统巡检方式不同的是，智能巡检模式下机器人的效率和巡检工作质量可以始终保持在较高的水平，可实现对变电运维不同设备和线路关键环节的准确检查和难以发现的问题点，并且能始终保持在较高的水平上，从而实现对变电运维不同设备线路的准确检查和关键环节的准确检查、和难以发现的问题点，并能确保变电运维工作的连续性和稳定性。而且智能机器人还可在运维工作中实现远程操作的能力，从而避免因突发事件而带来的一些安全隐患。

变电运维智能巡检机器人在实际工作过程中，可借助红外测温、图像识别及声音识别等技术，帮助发现变电运维设备运行过程中存在的一些问题，如充油设备存在油位异常。智能型巡检机器人能及时发现这些设备运行问题并发出报警信号，甚至能连续跟踪设备的运行处理情况，这对变电运维的整体运行和维护具有极大的帮助。但智能巡检机器人本身也属于设备的一种，在使用过程中很可能出现一些问题，如设备老化、零件磨损等，相关变电运维工作人员应做好这些智能机器人的运行维护工作，帮助其及时反馈信息。

1 变电运维智能巡检机器人系统构造及任务模式的设定

智能巡检机器人在运行过程中能够非常智能地完成变电操作，是因为它在运行过程中应用了多种技术来帮助其行为控制更加智能化。磁力导航和激光导航技术的应用，有助于智能巡检机器人能够有更科学的巡检路线设置。另外，整个智能巡检机器人系统还配备了可见光摄像机、红外线热像仪等传感器，可有效识别在巡检中遇到的设备[1]，此外还包括自动充电等。借助智能巡检机器人系统，相关人员不需对其进行时时控制，或借助远程控制方式，帮助变电作业环境及设备的巡视检查工作，可说是非常方便。

变电运维智能巡检机器人系统由几个单元组成，包括用于图像和声音识别的感测单元、巡检线路识别导航单元、完成工单下达控制单元、为整个机器人系统提供动力电源驱动等。该传感器主要用于辅助识别测量各种图像、声音、温度、光线等，同时导航单元有助于完成机器人系统的自动定位，还能准确读取环境的位置信息。但整个系统最核心的部分在于其控制单元，智能机器人在巡检过程中通过传感器模块反馈回来的数据，在控制单元中进行处理，并得到相应的运算指令执行。其中传动装置和供电装置是保证智能巡检机器人在行走过程中有足够的电力供应，一般变电运维智能巡检机器人基本上是采用锂电池作为动力能源。

相关变电运维的巡检机器人在维护过程中，工作人员可通过控制中心向巡检机器人发出日常巡检作业，还可通过无人主控制室每天分发任务，在分发前，可借助于人员或系统对日常任务进行优先分级筛选和自动调整，并按所选次序公布，也可通过对紧急任务的及时判断及时发布。在控制室中智能巡检机器人接收到这些信息后，通过巡检机器人自带的设备来完成与变电运维相关的日常工作，如机器人可通过激光传导器找到该要维护的精确位置，从而借助高分辨率识别器和温度压力表等，实现智能巡检机器人对数据信息的采集和分析；然后将这些数据信息通过大数据平台合理有效地分析，并在此基础上通过大数据平台合理有效地分析，从而确定现各台变电设备以及温度压力计是否正常[2]。

2 变电运维维护工作中智能巡检机器人的应用

2.1 实现对变电运维过程的智能识别

巡视机器人的实质是在对记录的信息进行图像处理后，合理地处理产生的诸如信息中的无关因素和自然环境造成的模糊等杂质，以加强智能巡检机器人对图片的质量化程度，实现图像的高质量输出。在解决了图像质量问题后，要针对图像的精确匹配这一问题点进行改进，同时也要自主完成对图像的识别，这样才能实现对变电运维装置的机器人自主管理，从而完成变电运维无人化识别工作和问题处理能力。

智能化机器人的热缺陷甄别技术，主要是指利用红外监测技术，完成对传感器、变压器等相关设备的有效检测，以及对变电装置的开关温度和母线接头的深入分析和检查，使温度的具体情况和实时的数据进行比较和观察，从而结合以前的数据和安全数据进行有效的分析，得到综合评估的故障结果。若发现故障信息过程中出现了异常数据，应及时找到异常数据的发出点，并进行自动报警，提示变电维修员展开修理及日常保养工作。

红外线监测系数是将所识别的图像进行红外识别，巡检智能机器人借助这类技术，可对变电运维的工作环境和实时温度进行及时的检测，并可综合所测得的温度数据，对每一个装备的安全情况和使用损坏程度进行分析，并根据以往的历史数据得出合理的结论，在变电运维维修工作中，增强了智能巡检机器人的稳定性和可靠性。

2.2 实现对运维线路的自动化处理

和传统巡检工作模式相比较，智能巡检模式可通过遥控机器人的机械臂或控制本地设备等手段，从而找出变电运维的故障并进行安全有效的解决，这是相较于传统维护工作所不能达到的，并且巡检机器人也可通过对变电运维相关设备所发出来的声音不同和温度情况、进行工作状态的判定并及时发现异常情况，从而进行真实可靠的应急处理工作，实现了智能机器人的高效智能化的体现。此外变电运维在引入智能巡检机器人之后，对设备进行日常的巡检工作之中，也可将设备的故障和线路问题进行日报表的生成和管理，从而为日后维护管理人员的工作提供更有效的数据和真实性，并且给予更有力的决策支持。

而对于巡检机器人而言，同样需要定期进行维护保养，检查各模块是否出现有破损，尤其是对于监测数据模块的检查，需确认监测头的灵敏度可满足实际巡检工作的需求。在此过程中为了达到智能机器人统一管理的目标，必须保证巡检机器人可进行远程操纵，同时也要保证操作的规范性，保证管理信息的实时共享。因此应注意两方面的内容，首先要保证服务器接口的规范性，服务器接口会对监控管理系统产生质的影响，所以只有服务器接口被标准化后，不同类型的巡检机器人才能集中管理，另一方面也要确保服务器数据接口能够对所提供的服务格式进行约束，从而规范数据接口对机器人的实时操纵。

2.3 实现对自身检测问题的及时反馈

变电运维智能巡检机器人在工作中可能因为使用时间或工作环境的影响出现多种问题。最常见的就是智能机器人无法正常开机。这种情况出现的原因一般分为两种：第一是机器人电力不足，需对其进行持续充电，一段时间之后重新开启机器人即可；还有一种情况是机器人已完成充电但还无法正常开机，那么很明显是机器人内部出现故障了，此时须联系机器人厂家，由其派遣技术人员来进行维修。变电运维智能巡检机器人在使用过程中还可能出现无法自主返回进行充电的问题。机器人在巡检过程中出现电力不足的情况，正常情况下是可自动返回充电房充电的，但机器人在故障的情况下很可能直接停留在原地直到电力耗尽自动关机。

面对这种情况，运维人员首先需将机器人移回充电房帮助机器人完成充电操作，等待机器人重新开机之后使用遥控控制机器人移动到定位点。执行具体操作的过程中，可使用浏览器打开机器人的监控后台，在地图界面中寻找到机器人应该停放的定位点，使用鼠标选中该定位点进行定位设置，直到页面中的机器人图标变色就表明已经定位成功了。控制机器人到达定位点再下达“自动充电”的命令，机器人就可自动返回充电房充电了。

3 变电运维管理中机器人巡检系统的核心技术分析

当前，无人值守变电站已经成为一种重要的发展趋势。在无人值守变电站中，应用模式识别技术、图像识别技术、实时数据曲线分析技术等关键技术构建的智能化机器人巡检系统，能够取代传统的人工巡检模式，尽可能的减少巡检工作人员数数量，从而降低变电站的人力成本，这无论是对于供电企业效益的提升还是效率的提升都具有重要作用。

3.1 模式识别技术

从以往的变电运维管理工作分析，将机器人巡检系统应用在变电运维管理中，并无法完全确保机器人巡检过程的精准性。通过分析，认为主要是当前智能化机器人相关技术还不成熟所导致的，比如停靠技术、运动技术与识别技术等。因此，机器人巡检系统在变电运维管理中应用的核心技术之一就是模式识别技术。比如，在机器人实际巡检过程中，倘若存在观测距离识别精准度不足的问题，那么必然会对整个巡检过程与结果造成较大的不利影响，致使实际巡检工作成效无法达到预期，也制约了智能化机器人巡检系统的进一步发展。面对这种现在，为更好的发挥机器人巡检系统的作用，就需要对巡检模式与识别算法展开更加深入的研究。

3.2 图像识别技术

智能巡检机器人所应用的各类技术比较繁多，其不仅包括了图像识别和大数据分析技术，还包括了安全技术等多种控制技术结合的产物。就无轨技术而言，它通过机器人的激光系统从而得到地图的准确数据信息达到基本的定位方向。从某种程度上来讲，图像识别技术这项技术可说是在巡检过程中尤为关键的技术环节。保证该技术，当巡检机器人在拍照的过程中才可采集到清晰的图像，并且也可结合人工进行及时的观察，从而进一步发现所存在的一些未能被发现的问题。智能训练机器人可实现对变电运维各仪器数据表的指针进行有效的读数，并且也可判断出设备的实时工作状态，进行自主记录和判断，并对一些异常的设备状况和仪器表读数进行报警和安全措施。

3.3 实时数据曲线分析技术

从过往工作展开的实际情况来看，在变电设备运行的过程中往往会受到诸多因素的影响，尤其是变电设备自身的负荷问题，以及变电设备的外界干扰等。那么在这些因素的共同作用下，都会给变电设备的运行埋下隐患。包括常见的温度异常等。因此，为进一步强化针对变电设备的管控，防止以上问题的出现，还需要企业和工作人员对实时数据曲线分析技术进行应用。通过实时数据曲线分析技术的优势发挥来对焦系统和设备的实际运行状态，达到系统设备实际运行状态的监控效果。

在实际的技术应用中，主要是结合实时的数据信息来对曲线的变化进行分析，从而明确曲线的变化规律[3]。一方面是能够对系统和设备的当下情况进行判断，另一方面也能够在一定程度上预测系统设备的走向，达到防患于未然的管理效果。

过程中，企业和工作人员一旦发现了温度异常等故障问题，通过变电站智能化机器人巡检系统的应用，便能够针对出现温度异常的位置进行自动锁定并同时开展分析，以此来判定导致故障问题的原因。届时，巡检人员便可在原因数据信息的指导下，第一时间进行故障处理方案的制定，加速故障问题的解决。

4 结语

总而言之，将智能巡检机器人融入到变电运维过程中，将能够更好地改变传统人工管理的低效性，切实通过智能检测以及红外线识别等方式，使得变电运维过程中的故障能够得到及时地识别和处理。而在发挥线路检测作用的基础上，机器人还能实现对自身系统性能的反馈，以此使得检修工作开展的实效性得到提升。借助智能巡检机器人将能够最大限度上实现对线路的检测和维护，进而为提升线路运行的整体稳定性奠定良好基础。