方案 變電站/配電房巡檢機器人（吊裝軌道式）系統

 

1、項目背景 

1.1傳統的人工巡檢難以適應發展要求

目前電力公司對于所管轄的配電房、開關室，例行巡檢每月1次，紅外測溫巡測每月1次，全部依賴于人工巡視作業。在高負荷期間和有特殊保供電要求時，須增加巡檢頻次。

隨著近年來電網飛速發展，生產人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運維一體化等工作在擴展業務范圍的同時也給變電運維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統的“人工巡檢、手動記錄”的巡檢作業方式難以適應電力系統精益化、集約化的發展要求。

 

1.2 電力巡檢機器人的研究意義重大

電力安全巡檢工作對保障電力安全生產至關重要。除人工巡檢以外，目前變電站/配電房內通常采用數量有限的固定傳感器及固定監控攝像頭進行監測，很難全面的、準確的、實時的檢測并獲得設備的運行狀態。變電站/配電房需檢測變壓器與高低壓開關的運行狀態及儀表面板讀數，檢測信息多。

通過智能軌道巡檢機器人的應用，對減少工作量、提高操作維護效率和設備異常應急處理速度有明顯的效果，主要體現在以下二個方面：

一是大大降低操作維護人員工作臺的強度。

二是縮短應急響應時間。使用機器人檢測系統后，可為操作維護人員提供遠程視頻，縮短處理時間。

智能軌道巡檢機器人可在設備運轉期間對設備進行多方位、多功能監測并做出及時預警，對保障電力設備正常運轉，提高設備巡檢效率與質量、減少巡檢人員數量具有重要意義。

 

2、電力軌道式智能巡檢機器人系統設計

2.1項目目標

本項目實現開關柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護裝置信號狀態指示等的自動識別，繼保室保護屏柜壓板狀態、空開位置、裝置信號燈指示以及數顯儀表的自動識別讀數。并且采用無縫滑環型導軌取電，實現24小時不間斷巡視，也可自定義周期和設備進行特殊巡視。

智能軌道巡檢機器人可沿軌道精確定位檢測點，通過搭載的傳感器采集設備參數、環境信息，實現視頻監控、儀表的智能讀表以及信息傳輸等功能，代替人工巡檢方式，提高巡檢效率和安全性，達到“自動化減人”的目的。

 

2.2 總體思路與技術路線

電科恒鈦智能軌道型電力巡檢機器人系統，是專門針對變電站、配電房、開閉所等電力環境設計研發的智能一體化巡檢方案。系統以軌道巡檢機器人為核心，結合實時監控平臺，數據采集服務器以及相關附件，可實現對電力環境與設備的不間斷監控。

其中，軌道巡檢機器人為采用軌道移動方式，搭載高清攝像機及紅外熱成像儀，實現實時監控與紅外熱成像診斷；集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置和語音對講系統，使用戶實時掌控電力環境，并通過監控平臺實現對巡檢機器人的控制，數據接入、存儲、統計。

智能軌道型電力巡檢機器人系統主要包括：

（1）軌道式智能巡檢機器人，包括巡檢機器人本體、高清可見光視頻監控模塊、紅外熱成像模塊、溫濕度環境監控模塊、遠程對講模塊等。

（2）軌道系統，包括軌道本體、軌道連接件、吊裝組件、固定組件和限位器等。

（3）監控平臺，包括本地監控平臺1套、遠程監控平臺1套。

（4）通訊及電源系統，包括通訊光纖收發器、電源、配電箱、動力線纜及組件等。

 

3、總體技術要求

吊裝式軌道巡檢機器人，是一款可定制室內巡檢機器人，能夠在數據中心/機房、配電房等室內環境內使用，通過搭載的圖像、紅外、聲音、氣體等多種傳感檢測設備，實現對電力電氣設備的智能化巡檢、監測和預警等功能，有效提高運營效率,降低運營維護成本。同時，結合在人工智能、大數據等領域的優勢，巡檢機器人還提供更多定制化服務。

序號	功能	簡述
1	移動高清視頻監控	實現配電房、開關室內實時移動可見光/高清視頻監控
2	表計識別	實現電力表記的自動識別與數據統計；狀態燈、開關柄位置、箱門開閉狀態的識別。
3	有毒、可燃氣體檢測	可以實時監測甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧，當濃度不在安全范圍內時在本地和遠程中心管理平臺進行聲光報警。
4	照明狀態識別	室內滲水識別發現；室內照明設備工作狀態識別；
5	紅外熱成像監測	采用紅外熱成像監測通過整個室內進行掃描式測溫，全面掌握設備溫度情況。自動巡檢過程中，自動發現溫度超限節點和區域，依照行業規范對巡檢設備進行溫度檢測，對缺陷或故障進行自動分析判斷，并預警。
6	關鍵點精確測溫	實現對母線接頭等關鍵點定點測溫
7	缺陷定點跟蹤測溫	實現對點或對區域熱缺陷進行定時定點巡檢，采集數據
8	環境檢測	實現對室內的溫度、濕度、漏水、環境噪音、設備工作噪音等環境信息的監測
9	語音對講	定期檢修或施工的伴護功能

  

4、技術參數

4.1環形軌道機器人 技術參數

性 能	參數	性 能	參數
最大載重	28kg	升降范圍	標配2m(1~2m可選）
工作溫度	－10°C～＋55°C / ≤90％	輸入/輸出電壓/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡檢軌跡	巡軌道曲線運行	行走速度	水平：10～15m/min 垂直：0.9～3.6m/min
云臺最大載重	20kg	轉彎半徑	<=0.5M
供電方式	拖鏈保護式供電	定位方式	步進電機編碼器定位
通信方式	PLC電力線載波通訊	通信帶寬	RJ45網線接口、10m/100m
升降云臺結構	無縫滑軌式供電	預置位數量	0-255
主機外形尺寸/重量	長70CM×寬35CM×高20CM/23KG	升降云臺外形尺寸/重量	長50CM×寬40CM×25CM 6～9KG

 

4.2直線軌道機器人 技術參數

性 能	參數	性 能	參數
最大載重	28kg	升降范圍	標配2m(1~2m可選）
工作溫度	－10°C～＋55°C / ≤90％	輸入/輸出電壓/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡檢軌跡	巡軌道直線運行	水平移動速度	10～15m/min
云臺最大載重	20kg	垂直升降速度	0.9～3.6m/min
供電方式	拖鏈保護式供電	定位方式	步進電機編碼器定位
通信方式	PLC電力線載波通訊	通信帶寬	RJ45網線接口、10m/100m
升降云臺結構	交叉套疊式	預置位數量	0-255
主機外形尺寸/重量	長70CM×寬40CM×高45CM/23KG	升降云臺外形尺寸/重量	長26CM×寬26CM×30CM 6～9KG

 

 

5、軌道機器人功能特點

5.1.轉彎&爬坡能力強

智能巡檢機器人可沿軌道暢行，最小拐彎半徑可低至500mm，最大爬坡能力可達30°。機器人在經過彎道、坡道等特定位置，在靠近這些路段前10米處，機器人讀取RFID信息，機器人自動減速慢行，以保證機器人安全通過特殊路段，通過特殊路段后，又讀取到新的RFID信息后，機器人確定通過特殊路段，開始自動提速正常巡檢速度（10m/min）運行。

5.2.靈活的檢測機構

主檢測單元由高清網絡攝像機、紅外熱像儀和高精度云臺等模塊組成。采用全鋁機身設計，耐候性極強，采用全新的傳動系統，云臺定位精度高，0~360°連續旋轉，具備較大的保持力矩，不會因為攝像機的震動而使云臺發生偏移。

5.3.數據分析與報表報告功能

中心報表系統能夠自動存儲、統計和智能分析處理海量數據，如巡檢點數據查詢與統計，報警信息查詢與缺陷異常分析，環境記錄數據和紅外測溫數據分析。所有報告及報表支持查詢、導出和打印。導出數據支持EXECL格式和文字格式，導出信息齊全，記錄準確且完整，方便存儲、匯報、決策和作歸檔處理等。

 

6、機器人運行模式

6.1.自主巡檢——運行人員根據巡檢時間、周期、路線、目標、類型（紅外、可見光、局放等）靈活進行任務定制，機器人按照定制任務進行自主巡檢。

6.2.定點巡檢——運行人員選擇部分設備進行巡檢，系統自動生成最佳巡檢路線并執行定點任務。

6.3.遙控巡檢——運行人員通過后臺手動控制界面，控制機器人執行巡檢任務。 

7、結論

智能巡檢機器人是促進電網智能化的創新手段。變電站檢測中遇到的緊急、困難、危險、重復性工作，由變電站智能檢測機器人代替人工完成。巡檢機器人可攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等相關變電所設備檢測裝置，在各種氣候條件下巡檢，按照固定的路線，自動識別電力設備內部的熱缺陷、外部的機械或電氣問題（如異物、損傷、發熱等）。為操作員提供診斷電源。設備運行中的隱患和故障前兆數據。通過人機界面，生成設備的歷史溫度曲線，提高設備運行狀態的可預測性，為基于狀態的維修或狀態評估提供有效的數據支持，從而減少事故的發生；不斷探索聲監控的實際應用。存儲診斷系統；不斷深化和推廣基于應用機器人的運行維護管理模式，有效提升核心管理水平。