摘要：本文对智能巡检机器人在变电运维工作中的应用及其出现的问题进行了分析，然后提出了一些解决建议，旨在进一步推动智能巡检机器人的应用。
关键词：智能巡检机器人；变电运维；问题；改进措施
随着电力系统规模的日益增大，变电站数量的日益增多，变电站运维人员的日益减少，使得运维人员在巡视、维护工作中捉襟见肘，无法对所有设备进行及时有效的跟踪检查，而巡检机器人出现，正在对变电站日常巡视、检查工作产生越来越积极的影响，但是由于变电站结构以及地理环境的复杂，加之巡检机器人本身的技术限制，目前以机器人代替人工进行巡检还存在很大的局限性。
1智能巡检机器人的主要作用与功能
智能巡检机器人目前可以代替人工进行一部分变电运维的日常巡检工作，特别是可以完成在人工条件下无法进行的恶劣天气的巡检任务，不仅可以改善工作环境，而且减轻了劳动强度。其主要功能原理是采用超声激光传感技术，利用可见光摄像仪以及红外热成像仪实现对设备的红外测温，对SF6压力表、油位油计表、气体压力表以及设备分合闸指示等表计的实时视频监控；机器人本身按照预先铺设好的路段以及设定的路线和停靠位置进行自主行走，并辅以四个独立驱动的轮子，支持最高1m/s 的直行速度和原地转弯，底盘驱动模块具有自身高压、低压、过流、短路、断路、过温、通讯实时监测功能，采用无线通讯技术将拍摄到的信息即时传到后台机上，若发现异常现象可在后台机随时发出声光报警信号，方便运维人员及时发现，巡视结束后机器人返回充电房进行充电，方便第二次正常工作。
2 智能巡检机器人在运维工作中的应用
巡检机器人在变电站的应用为变电站实现无人值守提供了可能，目前许多变电站都有巡检机器人，通过对巡检机器人的工作过程进行检测跟踪，验证了巡检机器人在运维工作中的实际应用效果。机器人视觉技术，把机器人拍摄的图片进行处理，消去各种干扰，比如雨水、雪花、外景等杂质，加强图片的清晰度，然后完成图片的匹配，从而检测出来变电站内设备是否有故障或者可能发生故障。红外测温技术，主要检测变电站内的设备温度和环境温度，在进行红外图像识别时，分析不同的设备温度，和工作环境的温度差别，对比历史数据信息，分析温度的变化以及设备是否稳定。设备热缺陷陷甄别技术，主要用来检测变电站内变压器和互感器等设备，并且检测开关触头和母线连接头的温度，把检测的温度和同类设备的温度进行对比分析，评估装置是否会出现故障，如果评估出来设备可能出现故障，分析具体故障是什么，然后自动报警提醒工作人员对设备进行检修和维护。智能巡检机器人可以24小时不间断工作，代替人工在夜间工作，提高巡检的安全性和效率，同时巡检机器人还可以检测变电站内设备的噪音和温度等情况，把设备的故障生成管理日志，给变电站内工作人员提供一个真实、有效和稳定的数据，具有很高的智能化。
3智能巡检机器人在变电站使用现状及其工作局限性
目前智能巡检机器人在国网某供电公司220kV 石佛变电站、220kV 鹅湾变电站、110kV 牛砦变电站投入使用，每日8时启动巡检工作，下午4时回到充电房进行充电休整，试运行6个月以来运转良好，及时发现缺陷设备，但工作仍存在较大局限性，主要表现在以下几点。
（1）不能对设备上的异物进行识别。2018年4月15日，220kV石佛变电站220kV 南母PT 引下线处飘落一氢气球，氢气球触碰导线发生粘连，30分钟后发生爆炸，火星溅落至设备区地面引发燃烧，运维人员及时发现后用灭火器将明火扑灭，设备未出现跳闸事故。此突发事件也被当天的巡视机器人所拍到，但没有任何报警信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以此事为例反映出的问题在于目前巡检机器人只能对设备进行固定角度的红外测温与可见光拍摄，而且只会在红外测温发现温度异常时才会在后台机发出报警信号，可见光拍摄到设备上飘落异物并不会发出任何报警，只是将视频传回，等待人员发现并处理，也就是说，在现有技术条件下巡检机器人并不能对设备上存在的异物或者其他可将光发现的异常进行任何报警。
（2）不能多维度判断设备运行情况。2018年2月27日13：18分110kV 牛砦变电站110kV 大牛2开关内部出现故障，13：20分，大牛2开关跳闸，运维人员现场检查时闻到一股浓浓的焦煳味，而巡检机器人当时也在现场巡视，但没有发出报警，通过事后机器人反馈的视频显示，当时对大牛2开关测温无发现明显异常，但发现大牛2开关发出阵阵黑烟并伴有滋滋的响声。此事故反映出的问题是巡检机器人只能通过单一的红外测温方式进行巡检，并不能通过声音、气味等方面综合判断设备的运行情况。
（3）不能应对覆冰等恶劣条件下的工作。2018年1月17日，郑州地区普降大雪，220kV 鹅湾变电站设备区路面结冰，巡检机器人运行至覆冰区域，发生打滑无法通过，在原地报警求救。此事件反映出的问题是雪后结冰条件下，变电设备极易发生异常现象，此时正应加强巡视力度，但是由于机器人巡检时无法应对道路覆冰问题，因而不能正常开展工作，可以说在危急关头却发挥不出正常的作用，这确实给机器人的巡检能力大打折扣。4）巡视论路径不灵活，应对性差。2018年3月19日，在220kV 石佛变电站，由于道路绿化等问题，设备区停泊2辆汽车，当巡检机器人靠近车辆时，由雷达系统感应到前方有障碍物，机器人立即停止前行，但是由于没有绕过障碍物继续巡视的功能，而且不能在工作未完成时返回，于是只能停留在原地进行故障报警。此事件反映出的问题是巡检机器人在巡检道路上遇到环境变化时无法进行应急处理，使得前期花费大量资金进行道路优化与改造而形成的巡检网络变得脆弱不堪，因此增强机器人对环境的应变能力变得尤为重要。
4解决方法
（1）对于巡检机器人只能通过可见光拍摄，回传后台机交给运维人员进行异物判别的局限性，可再增加可见光异物报警功能，并利用设备正常与附着异物时的对比进行判断，使得巡检机器人在拍摄到设备上有异物附着时可以立即进行声光报警。
（2）对于机器人只利用红外测温判断设备有无异常的问题，可以在机器人巡检系统上增加声音、气味等多维度辨识功能，只要设备在温度、声音、气味任意一项指标异于正常情况时，都可进行报警出口，大大提高了设备状态判断的准确性。
（3）对于机器人在道路覆冰等恶劣天气下无法行走的问题，可以采用在机器人车轮上安装防滑链等方法，确保其在极端天气条件下依然能够完成巡检任务。
（4）对于环境改变导致机器人不能正常巡检的情况，可在巡检系统增加障碍物绕行功能，先利用雷达系统对障碍物进行距离判断，而后再进行纵向横向距离调整以躲过障碍物，达到继续前行的目的。
5结语
综上所述，本文论述了智能巡检机器人的现有作用和功能，通过在郑州地区变电站试运行期间的具体案例分析了智能巡检机器人在变电运维工作中的存在的问题以及局限性，并给出了具体的解决方法。但是由于进一步改进巡检机器人需要较高的技术资金支持，并且无论多么先进的巡检机器人也无法实现真正意义上的人工替代，所以考虑到成本和性价比，巡检机器人的技术改造的程度和力度应有多大，也是接下来需要考虑和研究的问题。
参考文献：
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论文作者:马军毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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