变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用

变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用
发表时间：2017-12-18T11:28:15.767Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：陈浩赵地
[导读] 摘要：结合变电站智能机器人巡检系统在实际使用中存在问题，分析了变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用。

（国网哈密供电公司 839000）
摘要：结合变电站智能机器人巡检系统在实际使用中存在问题，分析了变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用。

关键词：变电站智能机器人巡检系统；变电运维；技术标准
前言
随着信息化、工业化不断融合，以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起，成为现时代科技创新的一个重要标志。

目前，我国智能电网建设进入全面快速发展的新阶段，智能电网建设规划将极大地推动智能巡检机器人的市场需求。

近年来，国家电网公司大力推广变电站智能巡检机器人，并积极开展管理和技术创新，目前已全面实现视觉检测、红外测温、远程控制、智能分析、缺陷管理、闸刀和开关状态判别、微气象数据采集分析及自主充电等功能的应用，辅助运维人员开展例行巡检等工作。

为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标、检测条件、检验规则及检测方法、验收及运维管理，更好的指导和推进变电站智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，保证变电站智能巡检机器人安全、可靠、高效运行，进一步提高缺陷发现能力及工作效率，国家电网公司制定了《变电站智能机器人巡检系统技术规范》、《变电站智能机器人巡检系统检测规范》、《变电站智能机器人巡检系统验收规范》、《变电站智能机器人巡检系统运维规范》，对变电站智能巡检机器人系统应用工作起到了很大的指导作用。

1 变电站智能机器人巡检系统介绍
变电站智能机器人巡检系统由变电站智能巡检机器人、变电站智能机器人监控系统、电源系统等组成，能够遥控或自主开展变电站巡检作业。

变电站智能巡检机器人是由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变电站设备巡检作业的移动巡检装置。

变电站智能机器人监控系统由变电站智能机器人本地监控系统和远程监控系统组成，用于监控变电站智能巡检机器人运行的计算机系统。

变电站智能巡检机器人按使用方式分类分为：a）单站使用型：每站配备一台机器人；b）集中使用型：多个变电站通过轮转的方式集中使用一台机器人。

按导航方式分类分为：a）有轨导航：需用磁条对机器人进行导航；b）无轨导航：无需用磁条对机器人进行导航。

相比人工巡检，智能机器人巡检优势明显。

在暴雨、冰雪等恶劣的天气环境下，巡检机器人都能有效实现变电站全天候、全方位、全自主智能巡检，且检测的数据比人工还要更精准。

在恶劣天气下，很多工作人工无法完成，但是机器人可以。

虽然目前机器人巡检还不能完全替代人工，但是不妨碍其受到广大欢迎。

智能巡检机器人的出现不仅可以维护设备安全及巡检人员的人身安全，更具显著的经济效益和广泛的应用前景。

巡检机器人的加入，为变电站的工作带来了极大的便利，同时，也大大提高了巡检的速率。

根据《国家电网公司变电运维通用管理规定（试行）》规定，变电站应积极应用智能巡检机器人开展巡检工作，与运维人员巡视互相补充建立协同巡检机制。

2 变电站智能机器人巡检系统技术标准相关要求
2.1 变电站智能机器人巡检系统技术标准编制原则
变电站智能机器人巡检系统技术标准主要根据以下原则编制：
a）以现有国家电网公司应用的变电站智能巡检机器人功能和性能为基础，结合国家电网公司变电站巡检需求，考虑变电站智能巡检机器人的技术发展和应用需求进行编制；
b）适用于国家电网公司变电站巡检工作，保障变电站智能巡检机器人工作的效率、效果和安全；
c）标准编制工作以理论结合实际为原则，调研应用需求，以工程实践和试验测试数据为基础，提出科学合理的技术指标。

2.2 变电站智能机器人巡检系统技术规范
变电站智能机器人巡检系统技术规范规定了变电站智能巡检机器人及监控系统的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。

智能机器人需具备可见光检测、红外检测、噪声检测功能，能够对设备外观、设备分合状态及表计指示等进行检测，并将图像实时上传至本地监控系统，视频分辨率不小于高清1080P，可见光最小光学变焦倍数30倍对有读数的表盘及油位标记的误差小于5%。

机器人应配备热红外成像仪，能够对一次设备的本体、导线和接头的温度进行采集，并能将红外图像及温度数据实时上传至本地监控系统，红外摄像头具备自动对焦功能，热成像仪分辨率不低于320*240；红外图像为伪彩显示、可显示影像中温度最高点位置及温度值、具有热成像图数据，测温精度应控制在±2℃或±2%。

机器人应配备音频采集设备，能够采集设备噪声，并能够实时上传至本地监控系统。

2.3变电站智能机器人巡检系统检测规范
变电站智能机器人巡检系统检测规范规定了变电站智能机器人巡检系统的检测条件、检测规则、检测方法及判定准则。

检验分型式试验和出厂检验，型式试验应该是制造厂家将装置送交具有资质的检测单位，由检测单位依据试验条目完成检验，检验项目表1中规定的检验项目逐个进行，并出具型式检验报告；每台机器人出厂前，必须由制造厂的检验部门进行出厂检验，检验项目逐个进行，全部检验合格后，附有合格证可允许出厂。

检验项目包括结构和外观、工作环境适应性、电磁兼容性、整机防护性能、检测设备性能、可靠性试验、运动系统、云台性能等62项内容。

在某一项目检测过程中，若出现检测结果不符合标准要求、缺少配件造成无法检测、任一模块故障等情况，则该检测项目不符合要求。

2.4变电站智能机器人巡检系统验收规范
变电站智能机器人巡检系统验收规范规定了变电站智能机器人巡检系统的验收内容、验收流程、验收要求、验收标准，适用于变电站智能机器人巡检系统的验收工作。

变电站智能机器人巡检系统验收内容主要包括技术资料完整性、信息安全指标、性能指标、机器人监控系统应用、施工质量、售后服务、巡检覆盖率和表计数字识别率，但不局限于以上部分。

验收流程包括施工单位自验收、运维单位预验收、试运行、交接验收。

2.5变电站智能机器人巡检系统运维规范
变电站智能机器人巡检系统运维规范规定了变电站智能机器人巡检系统的巡检要求、维护要求、异常处理、档案资料、技术培训，适
用于变电站智能机器人巡检系统运维工作。

机器人巡检类型分为例行巡检、全面巡检、专项巡检、特殊巡检；机器人巡检周期不大于无人值守变电站人工巡视周期。

运维人员应熟悉变电站智能机器人巡检系统运维管理，掌握各项管理要求；熟悉变电站智能机器人巡检系统结构原理和技术特点，熟练掌握变电站智能机器人巡检操作技能；运维管理单位每半年开展一次变电站智能巡检机器人系统技术技能培训，培训内容包括运维管理要求、机器人巡检操作、日常维护、异常处理等。

3 变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用
下面以某型号集中使用型、无轨导航变电站智能机器人为例介绍变电站智能机器人巡检系统技术标准在变电运维工作中的应用。

3.1技术规范中关于使用条件有以下要求：
1）正常环境要求：在如下环境条件下应能正常工作：
a）环境温度：-25℃～+50℃；
b）相对湿度：5%～95%；
c）最大风速：20m/s。

2）特殊环境要求
严于上述环境要求的，应另行提出。

该型号机器人使用说明书中工作温度为-30℃～+60℃，风力为风速≤10m/s，工作环境相对湿度为0%～100%，非凝结，湿度高于95%时自动启动加热和吹风装置，辅助除湿。

使用条件满足相对湿度及正常温度要求，但不满足最大风速要求，且其使用地点位于西北地区，部分变电站在冬季时最低温度可达-30℃，夏季时地面温度超过60℃，风区变电站最大风速可达30m/s，所以该型号机器人不能满足使用地环境要求。

3.2技术规范中其他技术要求：
外壳防护等级应满足IP55；机器人重量不超过100kg；可见光摄像机上传视频分辨率不小于高清1080P；可见光最小光学变焦倍数30倍对有读数的表盘及油位标记的误差小于5%；热成像仪分辨率不低于320*240，测温精度应控制在±2℃或±2%；机器人自动导航定位重复定位误差不大于±10mm；机器人应具备越障能力，越障高度不低于50mm；具备涉水功能，最小涉水深度为100mm；爬坡能力应不小于15°；最小转弯直径应不大于其本身长度的2倍；电池供电一次充电续航能力不小于5h，续航时间内，机器人应稳定、可靠工作；电池完成一次充电应不大于5h；电池完全充放电次数不少于500次，电池容量不小于80%；在水平地面上的最大速度应不小于1 m/s；在1m/s的运动速度下，制动距离应不大于0.5m。

云台性能要求垂直范围 0°～ +90°、水平范围±180°；最大遥控距离应不小于1km，工作应可靠。

该型号机器人产品说明书对以上内容给出了具体参数，满足规范要求。

3.3技术规范中相关验收要求
变电站智能机器人巡检系统验收规范要求所有表计类均需设点，并可识别实际结果。

所有存在位置状态变化的设备均应设点，并可识别位置状态。

所有设备外观均应设点，包括户外机构箱、端子箱等，并保证清晰度、完整度，必要时可增加取点。

如主变元件较多，应对所有元件单独设点。

注油设备应对地面设点。

根据设备实际，设备外观查看可分为可识别（包括主变呼吸器硅胶，端子箱、机构箱箱门等）以及不可识别。

所有电气设备以及设备接头均需设点进行红外测温，保证点位清晰度、完整度，并可识别设备以及接头温度。

主变声音检测应设多点，结合整体巡检过程中进行，保证各方位的声音检测。

其中，所有电气设备以及设备接头均需设点进行红外测温，可以实现。

所有设备外观均应设点，包括户外机构箱、端子箱等，因部分变电站所在地区风沙较大，设备机构箱、端子箱外罩防尘罩，机器人不能实现外观检查。

所有存在位置状态变化的设备均应设点，并可识别位置状态。

注油设备应对地面设点。

部分变电站因日照强烈、风沙较大，造成部分表计、油位计表面玻璃模糊，机器人无法准确识别。

在户外GIS站，部分表计安装于机器人无法到达地段，也造成无法读取数据。

雨天、雾天、沙尘天气机器人可见光采集仪表类数据准确性、识别率明显下降。

4 结论
变电站智能巡检机器人凭借其灵活的控制运行方式、不受天气因素影响等优点，将在未来的电网发展中发挥更多、更大的作用。

虽然智能巡检机器人优势明显，但在应用中仍具有一定局限性，尚不能有效代替全部人工巡检。

但是，我们都期待通过不断的研发与磨合，未来机器人的准确性、可靠性得到快速提升，机器人应用管理的规范体系得到进一步细化和完善。

变电站智能机器人巡检系统技术标准的制定，对规范变电站智能机器人巡检系统的组成、功能展示、技术指标等存在的差异，指导变电站智能机器人巡检系统的研发、制造、安全巡检及规范检测工作具有重要意义。

在变电运维工作中，加强各项技术标准的应用，并将实际使用中存在的问题及时反馈完善，才能更好的使用好智能机器人，切实提高使用效率。