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工業(yè)監(jiān)控機器人的應(yīng)用特點及發(fā)展前景

工業(yè)監(jiān)控機器人的應(yīng)用特點及發(fā)展前景

變電站設(shè)備的巡檢工作在保證變電站正常生產(chǎn)、安全運行方面占有極其重要的地位。傳統(tǒng)的巡檢任務(wù)需要運行巡檢人員每天都到各個變電站去做定期巡檢，采集大量的運行數(shù)據(jù)，做大量的運行日常巡檢工作。這樣一來，就給變電站的日常維護、巡檢帶來了一定的困難，特別是日常的運行維護工作，日復(fù)一日，并且基本上都是重復(fù)性工作，容易導(dǎo)致一部分巡檢人員產(chǎn)生厭煩心理，巡檢工作不到位，人還沒到達現(xiàn)場巡檢，巡檢報表就已經(jīng)捏造填寫完畢了。隨著自動化水平的提高和變電站無人化值守的開展，也需要人定期到現(xiàn)場檢查部分設(shè)備。為了解決這種矛盾，兼顧變電站傳統(tǒng)的運行方式和先進的機器人技術(shù)應(yīng)用，工業(yè)監(jiān)控機器人應(yīng)運而生。

     系統(tǒng)構(gòu)成及特點

工業(yè)監(jiān)控機器人是集機電一體化技術(shù)、運動控制系統(tǒng)、視頻采集、紅外探測、穩(wěn)定的無線傳輸技術(shù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。采用完全自主或遙控方式，沿指定線路自主行走。攜帶的攝像機作為檢測裝置，用于檢測輸電設(shè)備的損傷情況，并將檢測到的數(shù)據(jù)和圖像信息經(jīng)過無線傳輸發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，后臺可以接收、顯示和存儲機器人發(fā)回的數(shù)據(jù)和圖像資料，并對機器人的運行狀態(tài)具有遠程控制和檢測的能力。

運動控制系統(tǒng)：主要實現(xiàn)機器人動力驅(qū)動，根據(jù)系統(tǒng)路徑規(guī)劃和遙控指令實現(xiàn)車體的運動控制，包括速度、位置控制。

紅外采集系統(tǒng)：紅外熱像儀是目前利用紅外輻射測溫領(lǐng)域中最先進的一種測溫設(shè)備，其結(jié)構(gòu)一般是由三部分組成：紅外探測頭、圖像處理器、監(jiān)視器。紅外成像技術(shù)利用現(xiàn)代高科技手段，在設(shè)備不停電的情況下，即在高電壓，大負荷的條件下，檢測設(shè)備運行狀況，通過對電氣設(shè)備表面溫度的分布及其測試，分析和判斷，發(fā)現(xiàn)運行設(shè)備異常及其缺陷。

視頻采集系統(tǒng)：通過工業(yè)監(jiān)控機器人攜帶的攝像頭進行視頻圖像的采集，采集模塊將視頻數(shù)據(jù)經(jīng)無線網(wǎng)傳回后臺，后臺的視頻處理模塊對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析，檢測結(jié)果通過無線網(wǎng)發(fā)回云臺命令，對監(jiān)控機器人上的攝像頭進行控制。

系統(tǒng)特點：防水、防強磁場干擾，適用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測;可實現(xiàn)全天候不間斷的遠程監(jiān)控;采用紅外熱像監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)遠距離、非接觸的設(shè)備診斷;大容量充電電池，可連續(xù)工作約8小時;22倍光學(xué)變焦，自動/手動調(diào)焦;實時在線監(jiān)測和診斷電氣設(shè)備的狀況和缺陷。

     巡檢方式對比

1.傳統(tǒng)人工巡視

變電站運行工人在現(xiàn)場進行設(shè)備巡視，對運行設(shè)備進行感觀的簡單定性判斷，主要通過看、觸、聽、嗅等去實現(xiàn)巡檢工作。通過看可以檢查設(shè)備有無滲漏情況，檢查設(shè)備參數(shù)是否正常，夜間閉燈檢查設(shè)備的發(fā)光和電暈現(xiàn)象，檢查設(shè)備的絕緣情況和有無放電痕跡，雨雪天檢查導(dǎo)體上的積雪溶化和雨水的蒸發(fā)情況，刮風(fēng)時應(yīng)檢查各尋線間的擺動情況是否滿足絕緣距離的要求;通過觸摸運行設(shè)備的外殼檢查其振動情況和溫升變化情況，并與積累經(jīng)驗對照，從而判斷其運行狀況;運行設(shè)備的故障前兆往往先通過放電的響聲或振動的響聲表現(xiàn)出來，所以聽往往是發(fā)現(xiàn)故障的關(guān)鍵;當(dāng)運行設(shè)備的絕緣發(fā)生破壞時，常常伴隨有異味，所以嗅也是判斷運行設(shè)備絕緣的關(guān)鍵。

設(shè)備存在缺陷或隱患，有的人能發(fā)現(xiàn)，有的人不能發(fā)現(xiàn)，這除了與巡視人員對設(shè)備的熟悉程度、工作經(jīng)驗、態(tài)度、責(zé)任心等有很大關(guān)系外，還與巡視人員采用的巡視設(shè)備和記錄手段有關(guān)。從前，對電力系統(tǒng)設(shè)備的缺陷檢修或設(shè)備的常規(guī)檢查等定性狀態(tài)信息采用手工記錄。手工記錄常會出現(xiàn)記錄不完整，很容易丟失。特別是一些嚴重缺陷未能及時上報和處理，延誤處理從而發(fā)生嚴重事故，造成不必要的損失。而且事故發(fā)生后缺乏故障分類、系統(tǒng)分析、責(zé)任不清，這樣很難滿足對供電質(zhì)量日益提高的要求。

2.工業(yè)監(jiān)控機器人的必要性和可行性

長期以來，我國電力行業(yè)沿用的變電站設(shè)備人工巡檢作業(yè)方式，在高壓、超高壓以及惡劣氣象條件下，不僅對人身危害大，而且對電網(wǎng)安全運行帶來一定隱患。工業(yè)監(jiān)控機器人可代替人工完成變電站高壓變電設(shè)備的巡檢作業(yè)。工業(yè)監(jiān)控機器人系統(tǒng)以自主或遙控的方式，在無人值守或少人值守的變電站對室外設(shè)備進行巡檢，可及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的熱缺陷、異物懸掛等設(shè)備異常現(xiàn)象。它可以通過攜帶的各種傳感器，完成變電站設(shè)備的圖像巡視、一次設(shè)備的紅外檢測等。操作人員只需通過后臺計算機收到的實時數(shù)據(jù)、圖像等信息，即可完成變電站的設(shè)備巡視工作。利用工業(yè)監(jiān)控機器人完成電站設(shè)備的巡檢，可以提高工作效率和質(zhì)量，真正起到減員增效的作用，能夠更快地推進變電站無人值守的進程。

在電力系統(tǒng)中，由于電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的連續(xù)性，對系統(tǒng)中各設(shè)備單元的安全可靠運行都有很高的要求。因此，電力設(shè)備的巡視，特別是一些先進技術(shù)、方式、方法在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用也越來越受到普遍的重視，取得的經(jīng)濟效益也越來越明顯。

雖然目前很多變電站實現(xiàn)了"五遙"功能，成為少人或無人值班變電站，但一定程度上都還存在因無人在現(xiàn)場及時監(jiān)視、巡視而帶來的一系列問題，甚至留下隱患。

工業(yè)監(jiān)控機器人的應(yīng)用范圍主要是無人值守或少人值守的變電站，可有效替代人工完成變電站設(shè)備的巡檢作業(yè)。應(yīng)用該機器人進行巡檢作業(yè)，不僅可以減少因人員疏忽、漏檢等帶來的設(shè)備損失，提高電網(wǎng)的運行質(zhì)量，而且可以減少供電系統(tǒng)的人員投入，降低人員成本。工業(yè)監(jiān)控機器人主要應(yīng)用在遠離城鎮(zhèn)、地理條件復(fù)雜多樣的自然環(huán)境中。由于在這種環(huán)境中人工巡檢工作十分艱辛，并且很難保證工作質(zhì)量，只有采用先進的巡檢方式和工具，才可以適當(dāng)?shù)臏p短巡檢周期，及時發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，更有效地消除事故隱患，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

　　發(fā)展前景

電力對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著極其重要的作用，隨著電力工業(yè)向著大機組、大容量與高壓供電的方向迅速發(fā)展，保證供電系統(tǒng)的安全運行和保障電力設(shè)備時刻處于穩(wěn)定良好的狀態(tài)，成了電力管理的突出問題。而變電站是整個電網(wǎng)的核心，它起著調(diào)度電力供應(yīng)的重要作用。因此，保證變電站設(shè)備正常運行至關(guān)重要。另外，隨著變電站自動化水平的提高以及無人值守的普及，設(shè)備運行的安全性受到更加嚴格的考驗，變電站巡檢受到了更大的重視。傳統(tǒng)的巡視已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化變電站發(fā)展的要求，工業(yè)監(jiān)控機器人應(yīng)用于變電站設(shè)備巡檢作業(yè)，可以減輕巡線作業(yè)強度，降低費用，提高了巡檢作業(yè)技術(shù)水平，機器人代替人工巡視將是未來的主要發(fā)展方向。

據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有500kV變電站近100個，500kV變電站的運行與控制全部實現(xiàn)了計算機化。全國約有220kV變電站1800多個，實現(xiàn)無人值班的已超過260個;約有110kV變電站5900個，實現(xiàn)無人值班的已超過3400個;66kV/35kV變電站有5700多個，其中開展無人值班工作的約為3300個。另有數(shù)據(jù)顯示，全國110kV以下、35kV以上的終端變電站有18000余座，其中近一半實現(xiàn)自動化。以上數(shù)據(jù)可以看出，工業(yè)監(jiān)控機器人的應(yīng)用對于增強電力生產(chǎn)自動化綜合能力，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益和社會效益都具有重要意義。