智能机器人巡检系统应用调研分析报告

智能机器人巡检系统应用调研分析报告

摘要：通过对公司10站智能机器人巡检系统，在设备巡检、红外测温、操作检

位工作上的应用指标的统计，量化机器人巡检系统的实际应用情况，并对该系统

存在的缺点与不足进行了分析讨论。针对调研巡检机器人应用中存在的问题，提

出下一步方案优化措施及推广发展方向。

关键词：智能机器人；巡检；红外测温；操作检位

一、基本情况：

湖北省电力公司检修公司负责湖北地区1座1000kV荆门特高压变电站、5座直流换流站、24座交流变电站的运行维护工作。作为国网推行智能巡检机器人项目的第一批单位，目前，

我公司已安装智能机器人巡检系统有14个站点，剩余16个站点的项目建设已进入项目设计

阶段。在已安装智能机器人巡检系统的14座站点中，宜都、葛洲坝、团林、江陵4座换流

站巡检系统于2015年8月正式投运，系统运行数据尚少。故此次调研工作我们主要围绕湖

北2013、2014年第一批安装投运的10座站点的智能机器人巡检系统进行，分别为龙泉换流站、恩施、渔峡、樊城、孝感、兴隆、磁湖、斗笠、咸宁、荆门特高压变电站。

二、调研分析：

巡检内容包括变电站户外一次设备的外观、声音，温度、油位、SF6 气体密度、避雷器泄漏电流、指示等各类表计读数，断路器、隔离开关、接地刀闸的分合状态、全部一次设备本

体和接头的红外测温等。巡检系统借助后台红外专家分析系统、图像识别技术、伺服技术进

行设备状态评估，实现了对各类变电设备分合状态、运行监视、实时感知、状态评价、监视

预警和故障诊断功能。运维人员在运维站能远程浏览机器人的状态及巡视结果，并能远程控

制机器人，开启和设置巡检任务，切实减轻了运维人员巡检工作量。对智能机器人巡检系统

取代人工巡检、红外测温、操作检查的工作进行客观量化的评价，是此次调研工作的目的。

（一）、巡视检查功能：

对于例行巡检和红外测温工作，系统按照设置的时间自动启动巡视任务，按照预设路线

进行巡视。巡检数据通过无线网桥实时传输到监控后台。系统通过图像识别技术将成像自动

转变为数据，并与系统设置的告警值进行比较，越限时系统自动生成告警提示。特巡工作为

运维人员通过后台设置手动开启，运维人员设置特巡观测点后，系统自动规划巡检路径，系

统自动完成。

1、巡检覆盖率：

巡检覆盖率是指智能机器人巡检系统采集现场数据点数覆盖人工例行巡检和红外测温设

备记录数据点数的比率，是智能巡检系统取代人工例行巡检和红外测温工作的重要参考指标。以下为10座变电站智能巡检机器人覆盖率情况：

10座变电站巡检覆盖率均达到99%以上，未覆盖的原因主要有三点：一是河南平顶山开

关厂生产的断路器分合指示、组合电器断路器机构油位，在机构箱内且离观察窗距离较远或

观测窗玻璃模糊，成像不清晰；二是变压器中性点套管油位观察窗靠近防火墙，需停电安装

反光镜；三是部分避雷器在线监测表、组合电器SF6密度继电器安装位置受设备本体或构架

遮挡严重，不能采集成像，此类问题采用技改更换表计朝向进行整改。

2、图像识别率

10座变电站智能机器人巡检系统从投运至2015年10月份，共执行例行巡检任务1012次、特殊巡视145次。10座变电站图像识别率在89%至96%之间，造成图像不能识别的原因

主要有三点：一是受环境光线影响，如受镜面反光、环境光线不足等造成成像不清晰；二是

机器人控制组件定位偏移造成设备观测点成像偏移而不能读取；三是图像识别框偏移造成数

据读取错误。

3、特殊情况下的巡检功能

①大雨时，密集雨滴会遮挡机器人超声屏障，造成机器人停止原地，不能完成巡视任务。且表计表面覆盖雨滴，影响机器人可见光成像效果。②大雾、雾霾时，能见度较低会严重影

响智能机器人可见光成像效果，造成成像效果不佳、表计数据不能读取。③冰雪天气，地面

敷冰易造成机器人行进时滑离轨道，停止工作。④检修时，由于围栏遮挡机器人设定的巡视

路线，目前机器人巡检技术不能实现遇到屏障重新规划路线的要求，造成巡视区域内有检修

任务时，不能启动该区域的例行巡检任务。

（二）、红外测温功能：

10座变电站智能机器人巡检系统从投运至2015年10月份，共执行红外测温任务1012次，发现并跟踪缺陷21项，与PMS2.0系统登录缺陷一致。10座变电站红外测温识别率为100%。智能巡检机器人进行红外测温工作实现了对每台设备本体、接点、触头的定位观测、

定焦拍摄，确保了数据的识别率达到100%。较人工普测工作采用全站仅分区域扫射的工作方式，智能巡检机器人数据采集更为精确、全面，并且建立了后台趋势分析，有利于辅助运维

人员跟踪发热点的在线分析和跟踪观测工作。完全取代了运维人员夜间测温工作，是巡检工

作中应用情况最佳的一例。

三、思考建议

变电站智能机器人巡检技术在导航方式、自动控制、数据采集和图像处理等方面在现场

应用中进行了不断的技术改进，但采用磁轨道导航，很大程度上限制了机器人的巡检路径规划，无法做到全面检测。为提高巡检覆盖率，现场采用安装反光镜、网门开孔、更改表计安

装方向朝向巡检道路的方式。就目前各站巡检覆盖率和识别率两项指标情况，巡检机器人可

完成变电站90%至96%的例行巡检任务，还无法完全取代人工巡检工作。机器人巡检系统的

开发应用是探索一种全新的变电站设备运行维护方式，以支撑并部分代替人工巡检工作，减

轻运行人员的劳动强度。就目前来说，要真正扮演起变电站设备巡检工作的主角，还有很多

工作要做。以下针对调研巡检机器人应用中存在的问题，提出方案优化措施：

1、提升巡检覆盖率措施：增大设备柜门观测窗，以满足巡检机器人要求，进一步提升巡

检覆盖率。2、提升机器人夜间巡检能力措施：机器人摄像头自带补光灯，满足夜间巡检要求。3、提升图像识别率措施：提升硬件配置水平，采用高清摄像机。4、提升操作检位速度

措施：一是增加机器人巡视道路，设置便捷通道，减少机器人在切换观测点和巡检区域切换

上的耗时。二是配置两台机器人分工协作：两台机器人分区协作方式，同时或交替巡检的工

作方式，将大大减少一台机器人在切换观测点和巡检区域上的耗时。

随着机器人巡检系统对公司所属站点的全面覆盖，下一步应整合全公司智能巡检机器人

系统，满足远程控制实时响应的功能。建立智能巡检机器人集控系统，作为设备在线状态监

测系统的一个组成部分。同时机器人巡检系统传输数据量大，建设智能巡检机器人集控系统

专用通讯通道。