軌道智能軌道巡檢機器人在配電室中的運用初探

1 配電室現(xiàn)狀

目前配電室的運行管理方式為傳統(tǒng)的站內(nèi)巡檢、手工紙質(zhì)化抄表為主的傳統(tǒng)粗放式管理。在傳統(tǒng)模式下，無法有效獲取變電站運行的全量信息，容易造成管理上的盲區(qū)；站內(nèi)信息化程度相對落后、管理效率低下。

可以歸納總結(jié)為以下幾點：

1.1單站運行的安全可靠性保障存在隱患

對于7X24小時不間斷運行的封閉配電室環(huán)境來說，有限的人力無法同時監(jiān)控多達數(shù)百路的數(shù)據(jù)，人為經(jīng)驗式預(yù)警也難以滿足全面、精準(zhǔn)、及時的要求：用傳統(tǒng)的人力定期巡檢的方式去管理實時運行的整個供電系統(tǒng)，必定存在周期性管理盲區(qū)，進而隱含諸多安全隱患；在數(shù)據(jù)信息不完整的條件下，不利于故障的及時預(yù)警、分析及判斷。

1.2值班人員管理效率較為低下

大量人力覆蓋在枯燥密閉且存在一定噪音和電磁輻射污染的孤島式變電站環(huán)境，對其到崗情況、工作狀態(tài)、工作成效等無法做到及時有效的掌握。另外，當(dāng)面臨人員更替時，目前的紙質(zhì)資料記錄和人為經(jīng)驗式管理模式，無法使個站特性、知識和經(jīng)驗形成有效、連續(xù)傳遞，同時新進人員也難以 在短期內(nèi)全面梳理、掌握供配電情況。

1.3運行的經(jīng)濟性不足

缺乏配電室全量信息采集手段，大量有價值的數(shù)據(jù)斷點式地休眠于紙質(zhì)資料中，無法形成直觀、連續(xù)有效、多維度、可分析的體系性數(shù)據(jù)，無法做到精細化管理，不能為管理優(yōu)化、節(jié)能降耗、修試、技改升級提供依據(jù)和支撐。

1.4電力行業(yè)電工人力資源不足、從業(yè)人員水平參差不齊

配電室運營成本髙、管理難度大，直接影響到用電安全綜合以上各種因素，傳統(tǒng)配電室的運行模式在實際運營過程中弊端越來越明顯，在互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，如何改變這一現(xiàn)狀，提升配電室的運行安全和降低運營成本也就逐漸被用電企業(yè)提上了日程。

為此，配電室值班機器人這一新的運維設(shè)備也就應(yīng)運而生。充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，把企業(yè)對值班電工的需要與互聯(lián)網(wǎng)思維結(jié)合在一起，滿足市場和用戶在配電室運維管理中對電工、對安全以及降低成本和節(jié)能減排的需求。

2智能軌道巡檢機器人的概述

智能軌道巡檢機器人利用智能語音識別、移動終端和中控端控制巡檢機器人行走到指定位罝，通過關(guān)鍵技術(shù)準(zhǔn)確獲取外界環(huán)境信息，檢測對象相應(yīng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)采集收集傳輸?shù)娇蛻舳?，是一種適應(yīng)于多種環(huán)境下具備多種功能的移動設(shè)備。

3智能軌道巡檢機器人在配電室的應(yīng)用探討

智能軌道巡檢機器人能夠在配電室實現(xiàn)生產(chǎn)運行監(jiān)控、數(shù)據(jù)讀取、安全防護功能，并通過制圖定位、導(dǎo)航和避障功能完成生產(chǎn)值守、巡檢等工作。其在配電室無人值守模式的應(yīng)用

主要包括：

3.1生產(chǎn)數(shù)據(jù)數(shù)字化

智能軌道巡檢機器人使用圖像識別技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)所需各類指針式儀表、數(shù)宇式儀表數(shù)值的智能讀取，完成數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲；通過站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與站庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合，補充系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不足，形成完整的電數(shù)字格式數(shù)據(jù)。應(yīng)用智能軌道巡檢機器人可以有效彌補生產(chǎn)參數(shù)檢測的不足，解決因現(xiàn)場實際條件限制傳感器無法安裝，導(dǎo)致生產(chǎn)運行監(jiān)控不足的問題，減少了改造對生產(chǎn)的影響，降低了生產(chǎn)運行風(fēng)險及實施無人值守的難度。

3.2安防管理

智能軌道巡檢機器人使用圖像識別、人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)配電室工作人員、外來人員及其他物體的智能識別，數(shù)據(jù)上傳安防系統(tǒng)，對各類人員的出入情況形成完整日志和圖像等信息的備份，對異常闖入情況進行報警，提髙配電室安防的能力，降低生產(chǎn)安防風(fēng)險及實施無人值守的難度。

3.3工作環(huán)境監(jiān)測

智能軌道巡檢機器人使用狀態(tài)檢測技術(shù)，可對配電室內(nèi)各種介質(zhì)進行監(jiān)測，通過系統(tǒng)形成生產(chǎn)監(jiān)測日志，預(yù)判風(fēng)險等級，進行及時的遠程報警，可以有效彌補配電室數(shù)字化管理中工況檢測的不足，降低了生產(chǎn)運行安全風(fēng)險及實施無人值守的 難度。

3. 4設(shè)備監(jiān)護

智能軌道巡檢機器人使用紅外熱成像、聲音識別等技術(shù)，對配電室設(shè)備的運行溫度、震動情況進行監(jiān)測，完成設(shè)備運行數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲，并形成生產(chǎn)檢測日志，實現(xiàn)了對配電室設(shè)備運行有效監(jiān)測，進一步實現(xiàn)故障的預(yù)判，及時發(fā)出預(yù)警，有效避免設(shè)備損壞及生產(chǎn)事故。

另外，智能軌道巡檢機器人使用可視化溫度識別技術(shù)，實現(xiàn)變配電主要設(shè)備運行參數(shù)的監(jiān)測，完成設(shè)備運行數(shù)據(jù)的分類記錄、存儲，并形成生產(chǎn)檢測日志，在設(shè)備異常運行時及時報警，提高了設(shè)備故障排查、維護效率，可有效避免電氣設(shè)備損壞及供電事故。

3.5日常巡檢及生產(chǎn)值守

智能軌道巡檢機器人使用制圖定位導(dǎo)航、智能避障技術(shù)，正常情況下按照預(yù)定程序在配電室進行自由巡檢，巡檢后回到值班室值班，監(jiān)控配電室系統(tǒng)運行，當(dāng)系統(tǒng)異常時及時報警，替代了員工的巡檢值班工作。

4應(yīng)用實例

4.1配電室巡檢機器人的結(jié)構(gòu)

在移動機構(gòu)上，安裝了無邊框的PTZ攝像機和控制系統(tǒng)。

這款攝像機采用小型壓鑄鋁封裝的紅外圖像傳感器，可適用于惡劣環(huán)境。攝像機的平移和傾斜角度分別為360°和105°。 因此，在配電室中，攝像機比多個固定攝像機能提供更大的采集圖像范圍。在傾斜軸上裝有小型紅外溫度傳感器和激光傳感器。當(dāng)攝像機平移或傾斜時，溫度傳感器可以檢測攝像機拍攝圖像中激光所掃描物體的溫度。

機器人控制系統(tǒng)的配罝包括機器人上的電氣控制系統(tǒng)、遠程操作和監(jiān)視器。電氣控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)機器人的移動和信號處理。傳感器包括氣體傳感器（C0、CH4、C02、02)、溫度傳感器、紅外距離傳感器和超聲波傳感器。

4.2機器人的操作程序

巡檢機器人所面臨的復(fù)雜任務(wù)會因配電室環(huán)境的差異而有所不同。但是，它們在兩個方面是相似的：（1)需要考慮放或吊的程序；（2)應(yīng)考慮巡檢程序。

對于一個700mmX700nun的巡檢通道，對于機器人的檢測方法，數(shù)據(jù)采集過程如下：首先，攝像機捕獲一幀圖像，然后，通過圖像處理算法識別出通道的路徑。如果通道被阻 塞，機器人將停止并將通逬狀態(tài)反饋給監(jiān)視器。否則，機器人將根據(jù)圖像處理結(jié)果規(guī)劃其移動路徑。同時，及時收集C0、CH4、C02、02等氣體濃度。

由于火災(zāi)事故通常是由配電設(shè)備或電纜的高溫引起，因此機器人對配電設(shè)備和電纜溫度的檢測非常重要。必須檢測配電設(shè)備及沿線電纜上各點的溫度。所有的溫度檢測都是由圖像幀中的激光光點位置自動完成。因此，如果機器人需要檢測配電設(shè)備和電纜的溫度時，機器人的主驅(qū)動輪將首先停止。

然后，PTZ攝像機將平移軸和傾斜軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)激光所掃描設(shè)備及電纜的圖像中被識別為亮點時，紅外溫度傳感器將測量該點周圍的溫度。不僅配電設(shè)備和電纜的溫度和氣體的濃度存儲在機器人的存儲器中，而且數(shù)據(jù)通過監(jiān)視器傳輸給遠程操作人員。如果溫度或氣體濃度不在安全范圍內(nèi)，將輸出一個警告信號，機器人將沿原路徑返回。

5結(jié)語

綜上所述，配電室是電力生產(chǎn)主要單元之一，具有影響安全運行的因素多、風(fēng)險高，事故損失大、破壞性強的特點。通過應(yīng)用智能軌道巡檢機器人保障配電室無人值守具有重要意義。智能軌道巡檢機器人可通過移動方式解決特殊節(jié)點、特殊生產(chǎn)參數(shù)的檢測，可以作為無人值守配電室的運行保障，降低安全運行風(fēng)險。