1、“小凡”智能(zh nn)機器人設計說明書一、變電站人工(rngng)巡檢現狀分析1、人工巡檢的內容、方式、周期和要求根據國家電網公司變電站管理規范、無人值守變電站管理規范(試行)、安徽省電力公司變電設備管理維護標準的意見和要求，目前，某供電公司集控站巡視管理規定如下：1.1變電站設備巡視，分為正常巡視（含交接班巡視）、全面巡視、熄燈巡視和特殊巡視，各類巡視應做好記錄。正常巡視(含交接班巡視)：除按照有關要求執行外，有人值守變電站還應嚴格執行交接班設備巡視，必須在規定的周期和時間內完成。無人值班變電站：集控站所轄站每日1次；其它集控站所轄站每2日1次。熄燈檢查： 應檢查設備有無電暈、放電、接頭

2、有無過熱發紅現象。有人值班變電站，無人值班變電站每周均應進行1次。全面巡視（標準化作業巡視）： 應對設備全面的外部檢查，對缺陷有無發展作出鑒定，檢查設備的薄弱環節，檢查防誤閉鎖裝置，檢查接地網及引線是否好。無人值班變電站每月進行2次，上半月和下半月各進行1次。特殊巡視： 應視具體情況而定。下列情況時應進行特殊巡視：大風前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、霧天；設備變動后；設備新投入運行后；設備經過檢修、改造或長期停運后重新投入系統運行后；設備異常情況；設備缺陷有發展時；法定節假日、重要保電任務時段等。在法定節假日、重要保電任務時段，各無人值班變電站每日至少巡視一次。1.2迎峰度夏期間除正常巡視外，增加

3、設備特巡和紅外測溫。無人值班變電站每日巡視1次。紅外測溫分為正常紅外測溫、發熱點跟蹤測溫、特殊保電時期紅外測溫三種。正常紅外測溫周期為各變電站每周不少于一次，晚高峰時段進行。主要針對長期大負荷的設備；設備負荷有明顯增大時；設備存在異常、發熱情況，需要進一步分析鑒定；上級有明確要求時，如：特殊時段保電等。發熱點跟蹤測溫應根據檢測溫度、負荷電流、環境溫度、氣候變化等進行發熱值的比對，分析設備發熱點變化，確定發熱性質。其周期為有人值守變電站每日1次，晚高峰時段進行。無人值班變電站每個巡視日1次或值班長視發熱情況每日1次。特殊保電時期、迎峰度夏期間應進行全面測溫、重點測溫及發熱點跟蹤測溫。測溫記錄應記

4、錄全面，主要應包含發熱設備運行編號、發熱部位具體描述、發熱點溫度、該臺設備其它相相同部位溫度（或同類型設備相同部位溫度）、負荷電流大小、測溫時間、天氣狀況、環境溫度等信息。2、人工巡檢有效性分析變電站值班員進行人工巡檢，對運行設備進行感觀的簡單的定性判斷，主要通過看、觸、聽、嗅等感官去實現的。人工巡視對設備外部可見、可聽、可嗅的缺陷能夠發現，例如：油位、油溫、壓力、滲漏油、外部損傷、銹蝕、冒煙、著火、異味、異常聲音、二次設備指示信號異常等。人工巡檢受人員的生理、心理素質、責任心、外部工作環境、工作經驗、技能技術水平的影響較大，存在漏巡，漏發現的可能性。且對于設備內部的缺陷，運行人員無專業儀器或

5、者儀器精確度太低，通過簡單的巡視是不能發現的，比如油氣試驗項目超標，設備特殊部位發熱、絕緣不合格等缺陷；還有一類缺陷只能在操作的過程中才能發現，如機械卡澀、閘刀分合不到位、閘刀機構箱門損壞等。另一方面，由于無人值班變電站增多，許多變電站的距離也較遠，在站內出現事故或大風、大雪及雷雨后因集控站無法出車不能及時巡視時，造成集控站值班員不能及時了解現場設備狀態，及時發現隱患，危急電網的安全運行。特別是無法及時了解出現問題的變電站情況，失去優先安排處理的機會。巡視人員巡視設備時需要站在離設備較近的地方，對巡視人員的人身安全也有一定的威脅，特別是在異常現象查看、惡劣天氣特巡，事故原因查找時危險性更大。綜

6、上所述，無人值班變電站的人工巡檢存在及時性、可靠性差，花費人工較多，存在較大的交通風險和巡視過程風險，巡視效率低下。二、變電站設備(shbi)巡檢機器人系統結構組成“小凡”攜帶紅外熱像儀，高清數字攝像機，聲音探測器三種電站設備檢測裝置 ，以自主和遙控的方式代替人對室外高壓設備進行巡檢，以便及時發現電力設備的內部熱缺陷及外部機械或電氣問題 。例如異物，損傷，發熱，漏油等給運行人員提供診斷電力設備運行中的事故隱患和故障先兆的有關數據。該機器人系統的非接觸式移動檢測與變電站綜合主動化的接觸式監控結合，可以真正形成全監控方式，大大提高變電站設備運行的安全可靠性。1、機器人系統的整體結構 該機器人的整體

7、結構主要包括基站，移動體控制系統以及由可見光圖像攝像機，紅外圖像攝像機和聲音探測器 等組成的電站設備檢測系統三部分。移動體是整個機器人系統的移動載體和信息采集控制載體，主要包括移動車體，移動體運動控制系統和通信系統。對于移動體還需要進行有效的監視、控制和管理，為此建立了一個基站。基站與移動體之間通過無線網橋組成一個無線局域網。可見光圖像，紅外圖像通過視頻服務器的視頻流數據和移動體控制系統信息等數據匯集到網絡集線器后，經無線網橋，網絡集線器一起通過電力系統內部網絡傳到運行監控終端，通過連接到電力系統局域網上的計算機可根據訪間權限實時測覽變電站設備的可見光和紅外視頻圖像，機器人本身運行情況等相關信

8、息，并且可以控制機器人移動體的運動等檢測系統由紅外測溫儀和可見光攝像機等裝置組成，均安裝在移動體即智能巡檢機器人上。該系統可以完成變電站設備外觀圖像和內部溫度信息的采集和處理考慮到機器人的運行環境。其中機器人采用三輪輪式移動小車 前2輪為驅動輪，由1個電機分別驅動，差速轉向，后1輪為萬向輪。機器人外形流暢，直線運動性與轉彎性能好。2、機器人控制系統機器人系統主要包括移動體運動控制子系統和工作子系統兩大部分，移動體運動控制子系統硬件由PC104主板和PMAC-104運動控制卡和電機驅動器組成，主要負責機器人在巡檢過程中的運動行為的控制移動。3、變電站檢測系統本機器人系統為變電站設備非電氣信號的采

9、集提供了一個移動載體平臺，在這個平臺上可以搭建不同的檢測系統或裝置。目前在該平臺上搭建了遠程在線式紅外熱像儀系統，可見光圖像采集處理系統，聲音采集處理系統。在無人值班變電站一些通過電氣信號難以檢測的運行狀態，例如變壓器漏油，絕緣氣體壓力變化，火災和盜竊等可借助機器人所攜帶的圖像來檢測;變壓器開關及各種電氣接頭內部發熱可以利用機器人攜帶的紅外熱像儀來檢測;變壓器等設備的聲音異常可以利用聲音采集處理系統進行識別。3.1遠程紅外監測與診斷系統本設計采取在線式紅外熱成像裝置。本系統包括紅外圖像采集裝置，紅外圖像處理模塊，圖像顯示，存儲，查詢和報表生成模塊。該診斷系統可根據預先設定的設備溫度閾值，自動進

10、行判斷，對超出報警值的設備在基站主控計算機上給出聲音和文本報警;借助可見光圖像識別，能判斷一些關鍵設備的內部溫度梯度，不但可以形成某一時刻變電站的一些關鍵設備的設備溫度曲線，也可以生成某一設備在一定歷史時間內的時間溫度曲線。3.2遠程圖像監測與診斷系統本系統在無人值守變電站先利用機器人基站系統對移動體發送來的可見光圖像進行分析，只傳輸分析結果或待進一步確定的圖像。首先對采集的圖像進行預處理，識別出被監測的電力設備，通過將該圖像與上次采集的圖像進行差圖像分析、累積圖像分析、相關分析、區域標識、紋理描述和評判等處理。結合對應設備的參數庫確定其是何設備。如有畸變發生則存儲結果，向上一級傳輸及發出告警信號。不再傳輸的正常圖像可由調度員人工遠程調用。這就使信道的傳送效率大為提高，而且調度員也不必時刻注視監視屏幕。無人值守變電站中的電力設備種類繁多，針對關鍵設備進行遠程圖像監測和狀態診斷并與其他監測系統相結合使變電站運行的可靠性大為提高。3.3遠程聲音監測與診斷系統噪聲檢測子系統是變電站巡檢機器人功能的一部分，主要是對變壓器的噪聲進行采集和分析。通過機器人攜帶的聲音探測器進行噪聲數據采集，并將噪聲數據經過無線網傳回基站。本系統主要包括如下3個模塊1)噪聲采集傳輸模塊，其任務是在巡檢機器人上實時采集噪聲信號，經過適當的壓縮，通過無線網橋傳送回總控制端