解析電力巡檢機器人巡視系統(tǒng)的關鍵點

曹祖文

摘 要：對基于電力巡檢機器人的巡視系統(tǒng)建設進行研究，促進其在電力系統(tǒng)定期巡檢中的有效運用，有利于提高電力系統(tǒng)巡檢的安全性和有效性。本文將以變電站自動巡檢中巡檢機器人巡視系統(tǒng)的建設及其關鍵技術為例，進行研究和論述，以供參考。

關鍵詞：電力巡檢機器人;巡視系統(tǒng);關鍵技術;變電站;研究

變電站作為電力系統(tǒng)的重要結構部分，變電站的安全/穩(wěn)定工作運行對電力系統(tǒng)正常工作有著直接的影響。當前，我國的電力系統(tǒng)建設中，隨著電網用戶的用電量不斷增加，導致電力系統(tǒng)建設中對大容量發(fā)電機組以及有關電力設備的配置應用越來越多，電網供電運行的規(guī)模以及傳輸距離也越來越大，同時對各類電力設備的運行性能與質量要求也越來越高。因此，加強電力系統(tǒng)運行的定期巡檢，以確保電力系統(tǒng)設備運行與使用安全/可靠，具有十分重要的作用和意義。

1變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)及其結構組成分析

通常情況下，變電站自動巡檢機器人主要由基站與移動站兩個部分組成，其中，自動巡檢機器人的基站是進行移動站管理控制的中心，負責對移動站的工作情況進行監(jiān)控，并且基站的主要組成一般包括監(jiān)控主站/激光打印機/交換機等，而移動站的主要組成則包括控制系統(tǒng)/通信系統(tǒng)和運動車體結構等。如下圖1所示，即為變電站自動巡檢機器人的基本系統(tǒng)組成示意圖。自動巡檢機器人工作運行中，其基站和移動站之間的連接通信是通過無線網絡通道實現(xiàn)的，并且其通信傳輸中對帶寬的要求較高，只有在較高的帶寬傳輸支持下，才能夠對自動巡檢機器人工作運行中的遠程命令與遠程數(shù)據信息傳輸需求進行滿足，進而對自動巡檢機器人的正常工作進行支持。

根據上圖可以看出，變電站自動巡檢機器人的系統(tǒng)組成中，基站系統(tǒng)的主要硬件設備包含計算機以及無線網橋/打印機/網絡集線器等，它在自動巡檢機器人工作運行中，是利用計算機操作系統(tǒng)，采用面向對象的C+編程語言進行基站控制系統(tǒng)開發(fā)與設計，從而為基站系統(tǒng)在自動巡檢機器人工作運行中的控制功能及有關作用發(fā)揮提供人機交互界面，滿足基站系統(tǒng)對自動巡檢機器人移動體所傳遞的檢測數(shù)據和運行狀態(tài)信息接收/分析/處理等功能需求，實現(xiàn)自動巡檢機器人在電力巡視工作開展中的移動信息與電力設備監(jiān)控信息獲取。其次，變電站自動巡檢機器人的移動站系統(tǒng)中，對自動巡檢機器人動作控制子系統(tǒng)的硬件部分設計時，一般需要進行電機驅動器以及主板/運動控制卡等硬件設施配置，從而通過移動站系統(tǒng)在自動巡檢機器人工作運行中的導航定位以及運動控制/云臺動作/電動機驅動等需求進行滿足。此外，根據變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)的建設與應用情況，其工作運行中需要進行構建的子系統(tǒng)還包含視頻服務器以及電源監(jiān)測系統(tǒng)/可見光攝像機/無線通信設備等，通過上述工作子系統(tǒng)建設，在變電站自動巡檢機器人工作開展中能夠為其提供視頻信息采集與可見光圖像狀態(tài)信息采集/網絡通信/能源管理等功能。

2變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)的關鍵技術研究

2.1自動檢測技術

變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中，自動檢測技術作為其系統(tǒng)建設的關鍵技術之一，通常情況下，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中所采用的自動檢測技術，需要通過在巡檢機器人中進行紅外熱像儀等采集設備配置，對巡檢機器人的自動電力巡視工作開展進行支持，從而實現(xiàn)對指定設備的動作數(shù)據與狀態(tài)信息獲取，并根據數(shù)據信息的分析結果，對電力系統(tǒng)工作運行中存在的異常情況進行及時判斷和發(fā)現(xiàn)。在自動檢測技術支持下，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)運行中，還可以通過可見光攝像機以及有關輔助監(jiān)控設備的應用，實現(xiàn)電力系統(tǒng)中指定設備的外觀圖像自動獲取，從而對其中存在的異常情況進行判斷，滿足電力巡檢機器人的自動巡視工作需求。

比如，變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中，根據電力系統(tǒng)運行中，變電站輸變電線路與高壓電氣設備的電弧放電以及電暈/閃絡等常見故障情況，采用自動檢測技術進行變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中，就可以采用紫外檢測技術及有關設備，通過對變電站高壓設備的檢測分析，以實現(xiàn)有關異常情況識別/判斷，并進行報警提示，以根據其具體故障采取有效措施進行及時解決。

2.2導航定位技術

變電站自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中所應用的導航定位技術，包含磁導航定位技術和激光導航定位技術兩種類型。其中，磁導航定位技術在自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)中設計應用，是通過在路面上安裝設置相應的磁性材料，同時在自動巡檢機器人中安裝配備相應的磁傳感器是被，使自動巡檢機器人在工作運行中能夠根據設計路線進行電力巡視，并通過機器人中的磁傳感器對其行走路線的位置偏移情況進行及時檢測糾正，確保其按照軌道設定進行運行。磁導航定位技術在自動巡檢機器人系統(tǒng)建設中應用，不僅導航原理較為簡單，且磁條信號的輻射范圍較小，導航檢測與控制精確度也比較高，能夠對機器人的前進/后退以及轉彎等動作穩(wěn)定性進行保障，具有十分突出的應用優(yōu)勢。此外，激光導航定位技術在機器人巡視系統(tǒng)中設計應用，則是利用激光的不具發(fā)散性特征，在機器人巡檢運行中對其具體位置與航向進行明確，并采用連續(xù)三角幾何運算實現(xiàn)機器人巡檢運行的準確導航，具有較好的抗干擾能力與定位精確等特征優(yōu)勢。

2.3圖像識別技術

圖像識別技術在變電站自動巡檢機器人巡視系統(tǒng)設計與建設中應用，是通過基于紅外圖像的靜態(tài)目標自動識別技術實現(xiàn)，主要應用于機器人的移動站云臺雙視系統(tǒng)中，它在機器人巡視運行中通過對紅外對象的采集與二值化處理，在實現(xiàn)圖像參考區(qū)域選擇與模板設置基礎上，根據紅外圖像中心和模板中心坐標實現(xiàn)云臺角度的合理調節(jié)，從而對機器人巡視過程中的目標中心進行準確定位，確保機器人電力巡視工作的有效開展，提高其電力巡視質量和效果。

3結束語

總之，對電力系統(tǒng)巡檢機器人巡視系統(tǒng)及其關鍵點研究，有利于促進電力巡檢機器人巡視系統(tǒng)在電力系統(tǒng)定期巡視與檢查中建設應用，從而及時發(fā)現(xiàn)并消除電力系統(tǒng)的各類運行故障及問題，確保電力系統(tǒng)的安全/穩(wěn)定與可靠運行，具有十分積極的作用和意義。

參考文獻：

[1]王致，馬力，洪永健，等.基于電力巡檢機器人巡視系統(tǒng)的設備故障診斷研究[J].自動化與儀器儀表，2019，（1）：68-71.

[2]沈治國.變電站智能巡檢機器人視覺導航系統(tǒng)設計[J].科技風，2019，（20）：4.

[3]陳小平.基于電力機器人控制系統(tǒng)的數(shù)學模型簡述[J].電子制作，2019，（23）：88-90.