智能机器人巡检系统在安徽电网的研究与应用

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1、智能机器人巡检系统在安徽电网的研究与应用郑晓琼占晓友戚矛（国网安徽省电力公司检修公司，安徽合肥230061）[摘要]本文介绍了智能巡检机器人系统在安徽500千伏及以上电网应用的背景、理论依据、主要功能、特点，通过智能机器人巡检系统在安徽电网的应用实践，分析了现阶段智能机器人巡检系统存在的问题并提出了改进意见。关键词变电站智能机器人巡检研究应用1引言随着安徽电网的快速发展，变电站数量和设备数量急剧增长，淮南、芜湖两座1000千伏特高压变电站及多座智能化变电站的大量投运，运维人员数量不足，加上用户对供电

2、可靠性的要求也越来越高。另外随着“三集五大”改革的深化，安徽电网全面推行变电站无人值守模式，这些都对变电站设备巡检提出了更高的要求。因此如何利用一些新技术、新方法来代替传统的变电站运维人员巡检并能及时发现电气设备的内部热缺陷、外部如异物、损伤、漏油等问题，是我们面临的重要问题。11智能巡检机器人能在一定程度上代替人工巡检，有效降低运维人员设备巡视强度和安全风险，不但提高了变电巡检作业的自动化和智能化水平，还改善了因巡视人员业务水平差、经验不足、责任心不强、现场环境原因不能及时发现设备缺陷的问题，为智

3、能变电站和无人值守变电站提供了新型的技术检测手段和安全保障，更快的推进了500千伏变电站无人值守的进程。智能巡检机器人系统在1000千伏淮南站、500千伏文都变、众兴变、皋城变的应用取得良好效果。2智能巡检机器人系统在安徽电网的技术应用安徽电网目前在超、特高压系统投入运行的智能巡检机器人基于自主导航，携带红外热像仪、可见光摄像机、声音采集设备等有关的变电站设备检测装置，实现的功能有手动、定时巡检、历史事件查看；图像遥传、双向语音；三波段红外火焰探测、移动超声变频驱鸟，以自主和遥控的方式部分代替运维人

4、员巡检变电站室外一次设备，及时发现电气设备的外观异常和内部热缺陷等隐患，提高设备巡检的自动化程度，保证设备巡检的效果。2.1安徽电网投入使用的智能巡检机器系统以机器人技术为核心，整合红外线热成像检测技术、音频模式识别技术、实时数据库技术、图象模式识别技术、导航定位技术、无线通讯技术、多传感器融合技术。2.2引入图像模式识别技术，应用视觉图像模式识别技术引导云台精确定位，识别检测图像中的变电站设备，自动定位设备在图像中的精确位置，实现变电站设备的精确巡检。机器人在进行红外测温时，先从红外图像复杂背景中

5、识别出需要进行温度检测的设备，再进行最高温度的检测和读取，有效提高了红外测温的精确度和有效性。112.3引入导航定位技术。采用路面预埋的无线射频设备RFID和机器人视觉相结合的自主移动机器人导航定位系统，通过搜索和识别RFID预埋点实现自定位和导航，完成巡检机器人的最优路径规划和双向行走功能。2.4应用声音采集分析技术，机器人在巡视过程中通过拾音器对变电站重点设备如电抗器、变压器等发声设备进行声音采集，经过对声音的时域和频域分析并比对设备异常声音库，从而识别设备异常声音。2.5利用实时数据库技术，完

6、成应用软件的开发，实现变电站设备运行温度的实时监测，分析设备历史温度变化趋势，比较同类设备的温度，对比设备负荷和设备温度关系。2.6应用数字图像处理技术，对相关设备进行历史温度曲线分析，最大限度的完成辅助人工巡检的工作。同时该智能巡检系统还备有与多种生产管理系统的接口，实现与缺陷管理系统、后台监控系统顺利连接，将智能巡检系统融入到整个生产管理系统中，最大程度上发挥智能巡检系统的作用。3安徽电网智能巡检机器人的系统构架智能巡检机器人系统采用分层式控制式系统构架，即分为基站控制系统层和移动站系统层。如下

7、图所示：113.1基站控制系统层主要由监控计算机系统、网络集线器（HUB）或交换机以及相应的无线通讯设备组成。监控主站系统基于Windows系统，采用C#面向对象编程语言开发设计,主要功能是提供友好的操作交互界面，实现人机交互，完成监测功能，为机器人运动规划提供相应的命令及环境信息。动态显示机器人当前采集的可见光图像和红外图像并进行分析和处理。实时显示机器人当前的方位、运动状态、电源状态，并进行分析和异常报警。查询机器人现场采集的历史数据，并进行对比分析。基站系统层主要由以下几个部分组成：巡检任务管

8、理、机器人控制、图像采集、数据存储、机器人状态显示、查询等部分。113.2移动站系统层是智能巡检机器人的移动载体和信息采集载体，包括机器人本体模块和控制检测模块，主要由导航系统、检测系统、电源系统、通信系统、控制系统以及运动系统六部分组成，负责导航定位信息的采集和处理，按照预先设定好的巡视路线自动完成巡视任务，在预设点自动定位、自动采集可见光图像和红外图像并上传至基站控制系统层，完成巡视任务后自动充电，在巡视过程中遇到障碍物时自动停障并进行报警。由于采用有轨导航方式，