杭州申昊科技股份有限公司浙江杭州311100
摘要：现代智能机器人技术在变电站运行管理过程中的运用，大大提高了巡检效率，通过分析所得数据信息可使值班人员全部把握变电站的情况。本文先对变电站巡检机器人的构成及其功能进行分析，并在此基础上就如何解决存在的问题，谈一下个人的观点和认识，以供参考。
关键词：巡检机器人；变电站；构成；功能；解决方法
对于变电站巡检机器人而言，其自身携带了多种设备和仪器，有效取代了以往人工巡检电气设备的模式，并且能够及时发现设备内部热问题以及外部机械缺陷，在减员增效以及变电站无人值守机制推行过程中的作用不可小觑。
一、巡检机器人概述
1、系统构成
如下图，变电站机器人系统由两部分组成，一是移动站，二是基站。其中，移动站包括车体、运动控制与通信系统，同时也是机器人移动载体以及主要的信息采集与控制载体。对于基站而言，其主要组成部分时监控主站、HUB或交换机以及激光打印机等，作用是移动站的管控、监视核心。基于无线网络将移动站、基站相互连接起来，从而实现了数据信息的远传以及命令遥控。
（图1：变电站机器人系统基本组成）
2、机器人巡检方式
从实践来看，机器人主要采用两种巡检方式，具体分析如下：第一，全自主定时。当到达预设时间以后，严重预定的轨迹自动化巡检。通过智能化技术控制，机器人能够精确停靠在制定的位置，并且能够自动将设备和仪器对准需要检测的电力设备和系统，检测操作完成以后自动返回，然后到充电室自行充电，以备下次使用。第二，远程遥控。操作人员利用键盘以及鼠标等设备对变电机器人进行遥控，以免其脱离原指定路线；当机器人到达指定区域以后，适当调整云台、红外摄像仪以及可见光等，对设备观测以及抓图分析研究。
二、变电站机器人的巡检功能
1、设备巡视
传统的人工变电站巡检模式主要包括几种类型，即全面、例行、特殊以及熄灯夜巡及和存在的各项风险因素巡视等形式。同时，还可能进行特殊巡视，比如狂风、雷雨以及新电力设备投运以后，或者设备检修会长期停运以后又重新运作时，都要进行严格巡视和检测。实践中，对于那些较为重要的电力设备，应当实时跟踪其缺陷检测，电力设备一旦出现过负荷、超温、系统冲击以及发热和跳闸等情况时，应当对设备进行巡视。由以上可以看出，设备巡视过程中，如果依然采用传统的模式进行巡视，则必然会耗费很多的劳动力，而且巡视效果不佳；实践中我们可以利用机器人技术手段替代一部分人工劳作，完善全面巡视以及特殊和风险管控巡视。
2、红外测温
在变电站巡检过程中，巡检机器人采用红外线测温技术手段，预先布设适量的监侧点和位置，从多视角对全站设备整体扫描并采集温度信息。在此过程中需，系统可对变压器以及互感器等电气设备本体和各开关触头的温度予以检测，并利用温升分析、三相电力设备温差对比以及趋势分析法，对电力设备的温度智能化诊断与分析研究，从而对其热缺陷进行准确判别，并具有自动报警功能。
3、表计数与读取
从实践来看，变电站巡检机器人可替代传统的人工方式来自动读取变电站开关以及CT和PT等电力设备的压力数值，同时还能够读取避雷器泄漏电流以及油位表计数据信息。在此过程中需，机器人拍照并得到表计识别数据资料，然后由自动将上述每点位数据信息予以保存记录；同时，运行与维护人员可以查询、导出报表，基于对每次巡检结果和数据变化的对比，防范缺陷。利用机器人巡检技术，可以有效减轻操作人员的工作量，对于提高其运维管理效率以及电力设备的异常应急性能，具有非常显著的成效。第一，可以有效减轻运维操作人员的劳动强度。测温以及仪表数据信息抄录过程中，减少劳动力的效率最为显著。比如，没有利用机器人来替代人工模式之前，操作人员进行一次全站设备测温所需的时间大约为每小时10个人工，抄录一次仪表数据所需每小时1.5人工；机器人引入以后，上述工作完全由机器人来替代，不仅可以有效降低所需的人工时，而且在运维人员解放方法，起到了非常重要的作用。第二，可以及时应急处理故障问题。利用变电站机器人进行巡检，可以为运维管理人员实时提供视频呈现功能，这样就有效缩短了事故处理时间和提高了效率。第三，电力设备巡视数据研究的准确度以及效率等都有所提高。传统的人工分析模式，通常会花费很多的时间，而且容易出现疏漏之处；机器人技术和系统应用以后，数据信息分析完全通过机器人巡检软件来统计，数据信息的分析准确性及其效率等大幅度提高。
三、巡检机器的问题及其对策
作为一种新的变电站巡检技术手段，巡检机器人具有良好应用前景，同时我们也应当看到其不足和需要改进之处。
1、抗磁干扰能力差
比如，在大雾以及细雨等天气条件下，空气中的杂质以及水分含量增加，变电站放电现象较之于以往更加的严重。如果放电源与变电站巡检机器人上的车载通信频率较为接近，则必然会产生强磁干扰，以致于通信中断或者回传图片不清晰，最终影响巡检质量。为此，需进一步改进巡检机器人自身的通信性能，尤其是雨、雾天气下应当有良好的通信能力。第一，云台发射功率适当增大。实践中通过发射大功率信号来确保变电站机器人能够在比较特殊的天气环境条件下成功接收信号。第二，各频段信号穿越能力存在着较大的差异，此时调试人员应当预测不利天气条件下的有效通信频段，并减少通信能耗，确保机器人能够在全站范围内没有盲区，顺利通信。
2、仪表识别效果不佳
变电站机器人需识别仪表读数主要是SF6以及液压压力和避雷器泄漏电流，同时还包括主变油位与温度等。从现场的实际运行来看，受停靠点限制以及电力设备区光线产生的影响，变电站机器人在识别仪表数据时效果不佳。对于这一问题，笔者认为应当对机器人以及所用的仪表设备车载自动抄表系统进行改造。自动抄表系统主要由抄表主机以及发射与接收天线等与待测设施仪表构成，其中待测设备仪表的ID具有唯一性。变电站机器人按照某个指定的路线行驶时，一旦达某既定的抄表区域，就会“唤醒”，该区域的全部仪表都向主机依次传送信息数据。上述数据信息传送完以后，主机对下组仪表进行再次唤醒。对某个区域仅需发射一次上述信号，抄表速度要求特别快。由于进行了分区，因此有效避免信息数据在多次传送过程中产生冲突。
3、外表缺陷难以检查
如果电力设备瓷瓶上有裂纹或者设备渗漏油，则说明变电站存在一定的缺陷。然而，现阶段变电站巡检机器人难以对此进行准确判定。对此，笔者建议利用现代计算机技术手段，特别是图像视觉分析法对背景以及目标进行分离，以便于准确追踪目标。视频分析法的应用，主要是基于分析摄像机捕捉到的视频图像，其可以对飞鸟、风、雨以及落叶和其他异落物等背景进行有效过滤。在此过程中，先构建变电站模型，利用计算机技术手段和滤波器将监视场景内的非人为因素进行排除，这样即可准确判断图像视频中的设备是否存在缺陷。
结束语
总而言之，传统的变电站巡检模式劳动强度大，而且工作质量和效率也不高，主要依赖巡检人员的经验和素质，而且检测所得的数据信息不能及时而又准确地接入信息管理系统。巡检机器人的出现，有效解决了这一问题，但我们仍应当看到其不足之处，需不断改进与创新。
参考文献：
[1]杨旭东，黄玉柱，李继刚，李丽，李北斗.变电站巡检机器人研究现状综述[J].山东电力技术，2015（01）.
[2]付渊，鹿宁，田月炜.论变电站巡检机器人关键技术及发展趋势[J].电子技术与软件工程，2017（03）.
[3]杨世仁.智能巡检机器人系统在变电站的应用和发展探讨[J].中国科技投资，2016（24）.
[4]陈凌峰，初艳华.智能巡检机器人测温应用及案例[J].电子测试，2016（23）.
[5]邢义，刘晋，钟杨.基于DSP的变电站巡检机器人控制系统研制与应用[J].电工技术，2018（03）.