[嵌入式]配电室配套设施轨道巡检机器人及辅助监控系统

项目背景

目前传统的配电房、开关室巡检方法，主要依靠人工及少量环境监控器实现。但是由于配电房、开关室数量多，范围广，封闭性强，通讯不便，一旦出现突发事故，将对巡检人员的人身安全造成极大威胁。

此外，常用的固定式监控系统存在着一定范围的视觉盲点, 人工巡检配合少量环境监控器监控的方式容易因监测不到位而造成部分设备缺陷或异常发展，甚至引发设备障碍和故障，影响电网安全供电。

电力公司对于所管辖的配电房、开关室，例行巡检每月1次，红外测温巡测每月1次，全部依赖于人工巡视作业。在高负荷期间和有特殊保供电要求时，须增加巡检频次。配电站房配套设施智能巡检机器人

?配电室配套设施轨道巡检机器人及辅助监控系统

地面式巡检机器人与悬挂轨道式巡检机器人优缺点对比

当前发展阶段关于巡捡机器人的应用方案主要有两种，一是地面式巡捡机器人，沿地面自主移动；二是悬挂轨道式巡检机器人，沿固定轨道移动，两种应用方式对比如下：

考虑到配电站房室内环境特点：开关柜成列整齐排列，巡捡线路固定，铺设导轨简单方便，地面式巡检机器人移动安全性过分依賴算法和传感器，不满足变电站对巡裣机器人简单，有效、安全、稳定的要求；另外，由于地面式巡检机器人很难调节升降高度，如果通过升降机构过度提升高度会导致重心偏高，没有外物支撑容易倾倒和摇晃。不利于图像获取和后续元素识别，相比较而言，轨道式巡检机器人配有升降机构，依托于导轨，可以根据需要灵活调整摄像云台高度。基于以上考虑，采用第二种机器人方案，即悬挂轨道式自主移动巡检机器人。

悬挂轨道式巡检机器人的组成

室内轨道型智能巡检机器人主要由轨道系统、后台软件、垂直升降机构、通信系统和前端探测机构等五大部分组成。

悬挂轨道式巡检机器人的组成

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系统的特点和优势

1）视觉导航技术，自动识别所有表计

传统的机器人巡检是通过大量的预置位设置工作来定位所有的监测目标，需要大量的运维工作才能保证整个系统的有效运行。本系统采用的视觉导航技术，只要系统采用模糊识别算法对现场典型设备进行学习，在实施过程中内自动识别所有的设备，自动定位需要检测的目标，极大的提高系统运行效率。

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2）柜内局部放电监测技术

系统使用机械臂式局放检测仪检测所有开关柜、配电柜内部放电现象，结合机器人的行程，可实现开关柜、配电柜全方位的局部放电监测。

3）智慧巡检技术

系统保证每天一次的全面巡检任务，同时会自动根据巡检结果调整其他巡检任务，自动调整设备的巡检频率。例如：某块表计读数数值变化较大，系统自动增加该表计的监测次数，而对于长期不变的表计自动减少监测次数。对于工作状态异常设备，系统自动增加巡检频率，有效的提高的系统的巡检效率。

4）室内工作环境自动监测

智能机器人自身携带的环境监测模块、高灵敏度拾音器，具备监测配电房、开关室中O3、CO、CO2、SF6、温度、湿度、烟雾、环境噪音、设备工作噪音等环境信息。

轨道巡检机器人室内工作环境自动监测

5）异常预警及联动告警处置

根据配电房、开关室的运行情况，按不同等级可发生报警：机器人本地声光预警、监控中心声光预警。

当出现环境气体达到报警参数、积水异常，巡检点设备发生异常，通讯系统故障等异常情况时，系统都应进行报警。当工作人员确认报警信息后，系统可以解除相关报警。

6）高清视频巡检

（1）移动高清视频监控：1080P高清可见光相机，可实现配电房、开关室内实时移动视频监控。机器人同时搭载的高亮红外探照灯补光，以实现有效照明。

（2）系统完成如下表计的识别：

电压表、电流表等表计指示；

SF6气体压力等表计指示；

开关、接地刀闸、贮能状态等机械位置及电气指示检测；

状态指示灯自动识别；

空开状态识别；

旋钮开关位置识别；

保护压板位置判断；

运行人员远程操作机器人监督现场人员操作及施工

（3）漏水与积水识别：机器人系统可针对配电房、开关室中的土建渗水、地面积水情况进行识别。在正常巡检情况下，机器人对特定的渗水泄漏点进行检测；常规行进过程中，可采用扫描的方式进行渗水漏水检测。

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配电站房配套设施智能巡检机器人及辅助控制系统 应用效果

机器人能够实现在距离这些设备一定范围内启动装罝并读取监控信息。同时增加HT500变配电综合监控装置，将其连入配电室配套设施轨道巡检机器人及辅助监控系统，统一处理分析采集，实现与门禁、空调、风机、水泵等设备的联动。当系统判定存在环境温湿度异常、有毒气体含量过高、非法入侵以及柜体运行异常后，系统根据相关的指令判断异常，发出自动报警，同时根据实际情况启动风机，开启门禁等，实现配电站所的自动化、髙效化管理。

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根据设备巡检需求，与智能化环境监控系统，空调、风机、水泵、门禁等自动化设备进行联调，确保信息实时、无误交互，实现对整个站房空间的无人化、智能化管理。

实际验证显示本套系统能够很好的进行基层配电站所的日常巡检工作，实现日常对配电站所的相关环境监测、视频监测、异常告警等功能，达到目的。虽然智能巡检机器人系统先期投入相对较高，但是较短周期内其能够体现出更高的经济价值，有利于企业生产成本的节约。