1、項(xiàng)目背景

　　1.1傳統(tǒng)的人工巡檢難以適應(yīng)發(fā)展要求

　　目前電力公司對于所管轄的配電房、開關(guān)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(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時(shí)，須增加巡檢頻次。

　　隨著近年來電網(wǎng)飛速發(fā)展，生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運(yùn)維一體化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)也給變電運(yùn)維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動(dòng)記錄”的巡檢作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。

　　1.2 電力巡檢機(jī)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(chǎn)至關(guān)重要。除人工巡檢以外，目前變電站/配電房內(nèi)通常采用數(shù)量有限的固定傳感器及固定監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行監(jiān)測，很難全面的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的檢測并獲得設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。變電站/配電房需檢測變壓器與高低壓開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)及儀表面板讀數(shù)，檢測信息多。

　　通過智能軌道巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，對減少工作量、提高操作維護(hù)效率和設(shè)備異常應(yīng)急處理速度有明顯的效果，主要體現(xiàn)在以下二個(gè)方面：一是大大降低操作維護(hù)人員工作臺的強(qiáng)度。二是縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。使用機(jī)器人檢測系統(tǒng)后，可為操作維護(hù)人員提供遠(yuǎn)程視頻，縮短處理時(shí)間。

　　智能軌道巡檢機(jī)器人可在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間對設(shè)備進(jìn)行多方位、多功能監(jiān)測并做出及時(shí)預(yù)警，對保障電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備巡檢效率與質(zhì)量、減少巡檢人員數(shù)量具有重要意義。

　　2、電力軌道式智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1項(xiàng)目目標(biāo)

　　本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護(hù)裝置信號狀態(tài)指示等的自動(dòng)識別，繼保室保護(hù)屏柜壓板狀態(tài)、空開位置、裝置信號燈指示以及數(shù)顯儀表的自動(dòng)識別讀數(shù)。并且采用無縫滑環(huán)型導(dǎo)軌取電，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。

　　智能軌道巡檢機(jī)器人可沿軌道精確定位檢測點(diǎn)，通過搭載的傳感器采集設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、儀表的智能讀表以及信息傳輸?shù)裙δ?，代替人工巡檢方式，提高巡檢效率和安全性，達(dá)到“自動(dòng)化減人”的目的。

　　2.2 總體思路與技術(shù)路線

　　機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：通過分析行走機(jī)構(gòu)通過不同曲率、不同彎曲方向軌道段的運(yùn)動(dòng)特性，獲取行走機(jī)構(gòu)與軌道的幾何約束關(guān)系，建立行走機(jī)構(gòu)與多種彎曲形式的軌道作用機(jī)理模型、輪—槽傳動(dòng)模型。

　　巡檢控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：通過對電力內(nèi)的環(huán)境需求進(jìn)行分析，確定待檢測的環(huán)境信息，如溫度、濕度和氣體含量等;針對智能讀表功能進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理算法設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)來獲取機(jī)器人實(shí)時(shí)位置。

　　2.3系統(tǒng)簡介

　　電科恒鈦智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，是專門針對變電站、配電房、開閉所等電力環(huán)境設(shè)計(jì)研發(fā)的智能一體化巡檢方案。系統(tǒng)以軌道巡檢機(jī)器人為核心，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器以及相關(guān)附件，可實(shí)現(xiàn)對電力環(huán)境與設(shè)備的不間斷監(jiān)控。

　　其中，軌道巡檢機(jī)器人為采用軌道移動(dòng)方式，搭載高清攝像機(jī)及紅外熱成像儀，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)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(tǒng)，使用戶實(shí)時(shí)掌控電力環(huán)境，并通過監(jiān)控平臺實(shí)現(xiàn)對巡檢機(jī)器人的控制，數(shù)據(jù)接入、存儲、統(tǒng)計(jì)。

　　軌道型智能巡檢機(jī)器人監(jiān)測系統(tǒng)主要由巡檢機(jī)器人、運(yùn)載軌道系統(tǒng)、通訊及電源系統(tǒng)、監(jiān)控平臺等組成。

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

　　(2)軌道系統(tǒng)，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(jiān)控平臺，包括本地監(jiān)控平臺1套、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺1套。

　　(4)通訊及電源系統(tǒng)，包括通訊光纖收發(fā)器、電源、配電箱、動(dòng)力線纜及組件等。

　　3、總體技術(shù)要求

　　序號功能簡述

　　1移動(dòng)高清視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)配電房、開關(guān)室內(nèi)實(shí)時(shí)移動(dòng)可見光/高清視頻監(jiān)控

　　2表計(jì)識別實(shí)現(xiàn)電力表記的自動(dòng)識別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);狀態(tài)燈、開關(guān)柄位置、箱門開閉狀態(tài)的識別。

　　3有毒、可燃?xì)怏w檢測可以實(shí)時(shí)監(jiān)測甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧，當(dāng)濃度不在安全范圍內(nèi)時(shí)在本地和遠(yuǎn)程中心管理平臺進(jìn)行聲光報(bào)警。

　　4照明狀態(tài)識別室內(nèi)滲水識別發(fā)現(xiàn);室內(nèi)照明設(shè)備工作狀態(tài)識別;

　　5紅外熱成像監(jiān)測采用紅外熱成像監(jiān)測通過整個(gè)室內(nèi)進(jìn)行掃描式測溫，全面掌握設(shè)備溫度情況。自動(dòng)巡檢過程中，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)溫度超限節(jié)點(diǎn)和區(qū)域，依照行業(yè)規(guī)范對巡檢設(shè)備進(jìn)行溫度檢測，對缺陷或故障進(jìn)行自動(dòng)分析判斷，并預(yù)警。

　　6關(guān)鍵點(diǎn)精確測溫實(shí)現(xiàn)對母線接頭等關(guān)鍵點(diǎn)定點(diǎn)測溫

　　7缺陷定點(diǎn)跟蹤測溫實(shí)現(xiàn)對點(diǎn)或?qū)^(qū)域熱缺陷進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)巡檢，采集數(shù)據(jù)

　　8環(huán)境檢測實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)的溫度、濕度、漏水、環(huán)境噪音、設(shè)備工作噪音等環(huán)境信息的監(jiān)測

　　9語音對講定期檢修或施工的伴護(hù)功能

　　4、技術(shù)參數(shù)

　　4.1環(huán)形軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

　　性 能參數(shù)性 能參數(shù)

　　最大載重28kg升降范圍

　　標(biāo)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(yùn)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(zhuǎn)彎半徑<=0.5M

　　供電方式拖鏈保護(hù)式供電定位方式步進(jìn)電機(jī)編碼器定位

　　通信方式PLC電力線載波通訊通信帶寬RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m

　　升降云臺結(jié)構(gòu)無縫滑軌式供電預(yù)置位數(shù)量0-255

　　主機(jī)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

　　HT-TSX-600-CR/DM-10

　　環(huán)形軌道機(jī)器人

　　4.2直線軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

　　性 能參數(shù)性 能參數(shù)

　　最大載重28kg升降范圍

　　標(biāo)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(yùn)行

　　水平移動(dòng)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(hù)式供電定位方式步進(jìn)電機(jī)編碼器定位

　　通信方式PLC電力線載波通訊通信帶寬RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m

　　升降云臺結(jié)構(gòu)交叉套疊式預(yù)置位數(shù)量0-255

　　主機(jī)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

　　HT-TSX-600-SL/X-10

　　直線式軌道機(jī)器人

　　5、結(jié)論

　　智能巡檢機(jī)器人是促進(jìn)電網(wǎng)智能化的創(chuàng)新手段。變電站檢測中遇到的緊急、困難、危險(xiǎn)、重復(fù)性工作，由變電站智能檢測機(jī)器人代替人工完成。巡檢機(jī)器人可攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等相關(guān)變電所設(shè)備檢測裝置，在各種氣候條件下巡檢，按照固定的路線，自動(dòng)識別電力設(shè)備內(nèi)部的熱缺陷、外部的機(jī)械或電氣問題(如異物、損傷、發(fā)熱等)。為操作員提供診斷電源。設(shè)備運(yùn)行中的隱患和故障前兆數(shù)據(jù)。通過人機(jī)界面，生成設(shè)備的歷史溫度曲線，提高設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可預(yù)測性，為基于狀態(tài)的維修或狀態(tài)評估提供有效的數(shù)據(jù)支持，從而減少事故的發(fā)生;不斷探索聲監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用。存儲診斷系統(tǒng);不斷深化和推廣基于應(yīng)用機(jī)器人的運(yùn)行維護(hù)管理模式，有效提升核心管理水平。