摘要：随着我国智能化技术的不断发展，各行各业也都在向这一方向延伸。智能机器人巡检系统采用的智能机器人由多传感器融合技术与机电一体化技术、导航与行为规划技术、安防技术、无线传输技术等多种现代化先进技术集成应用，其在变电站中的实际应用，将逐渐取代运行人员完成变电设备的日常巡视、红外测温、操作前后设备状态检查等工作，实现设备巡视工作的无纸化和信息化，提高设备巡视的工作效率和质量，降低运行人员劳动强度和工作风险，提升变电站智能化水平，为变电站无人值守提供更先进的技术支撑平台。

关键词：智能机器人;巡检系统;安全性;应用性

引言

电力智能巡检机器人的使用，能够在一定工作范围内代替人工巡检，解放人力资源，提升巡检安全性，提高巡检作业自动化与智能化程度，且电力智能巡检机器人有效地避免了因巡检人员专业素养不强而不能及时发现、预防、解决电网与电力设备运行故障的问题。

1.概述

智能巡检机器人是在智能系统的基础上，将识别传感系统以及计算和信息处理系统等进行结合，为机器人提供更多的功能，使其能够凭借探测设备，对变电站的实际情况进行测量，并对所测量的数据进行智能分析，找出运行不合理或故障问题，并结合故障情况给出分析报告，以帮助维修人员及时维护管理。在使用人工对变电站进行巡检时，一方面，成本消耗相对较大，人工检修过程中存在一定的危险性，而且人工巡检时间相对有限，新能源场站多实行集控管理，少人或无人值守，想要实现全天性的巡检，需配置大量运维人员，成本消耗较大;另一方面，人工巡检的精确度难以保障，有丰富经验的巡检人员能够发现并判断潜在安全隐患，而新员工或者缺乏足够经验的人员只能凭借检查设备，发现已发生的故障，维修效率较低，可能发生巡检维修不及时的问题。另外，工作人员在长时间的巡检工作中，精力会不断下降，从而无法保证巡检的精准度。通过使用智能巡检机器人，能够简化巡检过程，由人工或者智能程序对机器人进行控制，使用传感器，使其通过不同方式探测变电站中设备的情况和变化趋势，有利于提高检测精准度，并且机器人能够保持24 h不间断的巡检，避免发生检测疲劳的情况，从而有效提升巡检的安全性和可靠性。

2.安全性与应用性

2.1机器人避障

机器人避障行为可分为停障和绕障两种方式。停障是指当机器人探测到行进路线上一定距离内有障碍物阻挡时，机器人发出并执行减速制动指令，待障碍物清除后继续行进;绕障是指巡检机器人尝试直接绕过障碍物而继续行进的避障方式。障碍物通常可分为静止障碍和移动障碍两种。躲避静止障碍可通过人工场势法来实现，在势场中障碍物对机器人产生斥力，距离越近，斥力越大;目标点对机器人产生引力，引力与斥力相反，距离越近，引力越小，当机器人到达目标点时引力为零。通过设置最小安全距离来计算斥力、引力和合力，从而实现机器人的自主避障。在移动情况下，常见的障碍物与机器人存在相遇和穿越行为。相遇行为是面对面的运动，即障碍物与机器人前进方向相反;穿越行为是垂直运动，即机器人前进的方向有障碍从面前穿越。躲避移动障碍可采用基于模糊逻辑理论的避障方法，该避障方法是用Mandani推理法得到一个精确的速度变化量，当障碍物与机器人之间存在一定距离时，机器人按照一定速率逐步减速到最低速度，待障碍消失或者距离大于安全距离时，机器人再逐步加速到正常值，继续完成巡检任务。

2.2控制模块

由于电力行业的特殊性，使得电力智能巡检机器人的使用环境愈加的复杂，所以对电力智能机器人控制系统要求较高。确保电力智能巡检机器人可以自主地跨越电线上的障碍物，是目前电力智能巡检机器人智能系统研究的重要内容。此外，由于电力智能巡检机器人需要在各种环境中应用，那么障碍物的类型就呈现出多样化，所以，电力智能巡裣机器人在进行障碍物跨越设计时，需要进行稀学的运动规划，确保电力智能巡检机器人运行的准确性。

2.3设备缺陷智能分析技术

变电站设备巡检过程中，机器人利用红外热像仪采集设备红外图像并上传监控后台，监控后台分析设备红外图谱获取设备温度，设备温度超过正常温度时，巡检机器人预警设备缺陷，但此种设备预警方法太过简单，使运维人员无法准确得知设备的缺陷类型，因此，采用设备缺陷智能分析技术，监控后台分析设备红外图像，依据缺陷判定准则对设备缺陷类型、潜在故障位置和特征、严重程度进行智能判断，便于运维人员获得准确的设备缺陷信息，制定合理高效的应对措施，进而保障设备的安全、可靠运行。

2.4异常处理功能

变电站中应急事故主要是指设备发生停电、起火、爆炸等严重威胁变电站设备财产安全和巡检人员人身安全的生产事故。发生以上事故时，可以利用机器人作为前锋，第一时间深入现场，利用移动高清视频，协助运维人员观察设备的实际状况。利用机器人实时传送现场信息，有利于组建远程网络专家的联合分析队伍，加强设备疑难缺陷分析的实时性，便于人员在远方快速了解现场情况，掌握现场动态。通过机器人排查其他设备，快速掌握设备的故障情况，及时确定处理方案，从而保障人员的人身安全。

2.5基于数字图像处理的开关状态检测方法

為达到提高检测效率和减少人力的目的，本文通过图像处理和模式识别技术来判别开关状态。该方法首先通过CCD相机采集开关图像，再将图像传输到工控机上。其次，采用直方图均衡化的方法调整图像亮度，将图像的灰度归一化进行预处理;之后，特征提取过程采用边缘检测与图像二值化实现图像前景与背景的分割。最后，通过判别是否存在近似圆形的封闭曲线对开关状态进行判断。

2.6站内日常运维的应用

将智能巡检机器人应用到变电站，主要具备可视化功能：可见光控制功能。利用高分辨率相机能够接收操作状态、操作数据，对主机运行状态进行监控。注重检查设备，读取压力计数，高效检测设备运行状态，同时对电流泄漏量、工作时间进行计算，有效开展维护与保养工作;红外线温度测量功能。在应用该项功能时须注重维护变电站运行，设置应用程序时间间隔，同时对数据进行监视与收集。如变电站运维将变电站划分为四个运行区，不同运行区具备对应工作日。在可见光任务执行过程中，可见光光谱利用快门分割位置切换、油位指示器、探测器、温度计维持。在开关装置上设置四个检测点，主要包括布线、主体、变压器设备、三相与中性盒。针对不同设备科学测量红外温度，同时设置多个检测点，全方位进行红外检测，维持红外光谱与可见光谱。相比于手动收集和汇总数据，智能巡检机器人无需人为干预，手动逻辑比较少。在巡检后机器人可自动上传报告，分析和维护设备故障，全面提升运营效果与服务质量。

3.结语

在自主巡查中，增强系统自动巡检及核査的效率，保证变电站机器人智能巡检系统安全稳定运行。运用远程遥控巡检技术，按照预先设定的路线，对非预设的目标进行监测，增强系统运行的稳定性。

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作者简介：席敏（1991），女，本科，助理工程师、高级工，从事电网变电运行与维护、智能监测与分析等工作。