變電站軌道機器人自動測溫裝置

劉濱　孫坡　度薇

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對供電企業(yè)的可靠性要求也日益增強。國家電網(wǎng)公司為了保證設(shè)備的安全可靠運行，提出了狀態(tài)檢修。而對運行設(shè)備進(jìn)行在線紅外測溫，是狀態(tài)檢修的技術(shù)保證之一。

關(guān)鍵詞：變電站；機器人；自動測溫

1現(xiàn)狀調(diào)查

目前電力企業(yè)國內(nèi)變電站設(shè)備測溫存在三種測溫方式

（1）人工手持紅外成像儀進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，工作繁重，受環(huán)境影響較大，且進(jìn)入設(shè)備區(qū)潛在不安全因素，容易出現(xiàn)漏檢、判斷不準(zhǔn)確和記錄的數(shù)據(jù)量少現(xiàn)象。不能及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，可能引發(fā)設(shè)備事故造成大面積停電，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

（2）多點固定式安裝紅外監(jiān)測，安裝時需要對部分設(shè)備進(jìn)行停電，滿足所有變電站設(shè)備測溫要求時需要安裝監(jiān)測點較多，需要購置的紅外測溫設(shè)備較多費用較高，變電站增容擴建時對其影響較大需要重新配置，在室外長時間受環(huán)境影響較大。

（3）設(shè)備關(guān)鍵點加裝溫度傳感器監(jiān)測，安裝時需要對所有設(shè)備進(jìn)行停電，只能對關(guān)鍵設(shè)備及接觸點進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)溫度傳感器有損壞時必須停電維修否則失去對設(shè)備監(jiān)測，變電站增容擴建時需要重新配置，在室外長時間受環(huán)境影響較大。

2設(shè)計思路及改進(jìn)方法

本文提供一種變電站軌道機器人自動測溫裝置包括紅外測溫成像儀、多關(guān)節(jié)數(shù)字云臺、通信系統(tǒng)等三部分組成。以具有三關(guān)節(jié)的紅外測溫儀及數(shù)字云臺（自動機器人）、專用軌道、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)為核心，研制變電站軌道機器人自動測溫裝置，自動實現(xiàn)變電站內(nèi)電力設(shè)備運行狀態(tài)的自動測溫，克服了人工巡檢及常規(guī)在線巡檢測溫的不足與局限，大大提高變電站運行的安全性和可靠性。選取的材料容易購買且價格不高，容易普遍推廣和試驗驗證。

附圖說明：（如圖1，圖2，圖3）

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步地說明：

四輪小車，包括驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪，分別由直流伺服電機和步進(jìn)電機傳動。小車安裝有紅外成像儀和左右、上下都能旋轉(zhuǎn)的全方位云臺。小車及云臺的運動由DSP控制，溫度采集、存儲及無線傳輸由單片機完成，DSP與單片機相互通信。

根據(jù)變電站設(shè)備布置情況結(jié)合以后大修、技改所需活動范圍，鋪設(shè)專用軌道，已保證所有的測溫點都能夠得到巡視，有效避免小車受到天氣、雨雪、覆冰、大風(fēng)造成的樹枝及雜物、施工造成的地面破壞帶來的影響，保證了小車長時間可靠運行?？刂迫P(guān)節(jié)的紅外測溫數(shù)字云臺的轉(zhuǎn)角，可實現(xiàn)不同設(shè)備位置發(fā)熱點的測溫，溫度信息及異常溫度成像可通過紅外成像儀的485接口傳到小車內(nèi)單片機。我們設(shè)計是將溫度、異常溫度成像及發(fā)熱點位置，通過有線網(wǎng)絡(luò)傳到后臺計算機，小車接收部件還能接收運行人員發(fā)來的遙控指令，執(zhí)行指定操作。

小車具有自充電功能，采用常規(guī)的接觸式充電，由于小車完成巡檢后，每次返回到起點，專用軌道保證小車或送電裝置的機械手臂精確定位，將充電頭與小車受電端準(zhǔn)確連接。

具體實施過程：

本實用新型提供了一種變電站軌道機器人自動測溫裝置。首先根據(jù)變電站電力設(shè)備的位置，建立各測溫點的空間坐標(biāo)體系，以此空間坐標(biāo)體系為基礎(chǔ)，結(jié)合變電站設(shè)備布置情況及大修、技改所需活動范圍，研究最優(yōu)路徑規(guī)劃方法，鋪設(shè)專用軌道，確定紅外測溫成像裝置（機器人）的運動軌跡。設(shè)計安裝紅外測溫成像儀的運動小車及小車控制系統(tǒng)。設(shè)計的關(guān)鍵在于根據(jù)現(xiàn)場情況，確定裝置形狀與尺寸、各零部件的布置、伺服電機功率、控制方式以及對雨雪的防護(hù)，以保證獲得結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活、安全可靠的高性能自動測溫成像裝置（機器人）。

3改進(jìn)效果

該實用新型實現(xiàn)變電站內(nèi)電力設(shè)備運行狀態(tài)下自動溫度巡檢測量，不受被測點設(shè)置限制，不受氣候影響，可以全面代替人工測溫，實現(xiàn)全年365天不間斷全天候測溫，實時向運行人員傳遞變電設(shè)備在線溫度數(shù)據(jù)，確保現(xiàn)場設(shè)備持續(xù)、安全、有效地運行。安裝、維護(hù)時無需將變電設(shè)備停電，從而提高了運維人員安全性及供電可靠性；只需購買一個紅外測溫探頭，即可實現(xiàn)變電設(shè)備所有測溫，節(jié)省了紅外測溫設(shè)備的投資。當(dāng)變電站擴建增容時，只需延長軌道及增加觀測點就滿足需要，具有很強的擴展性。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，效果良好。并取得了國家專利證書。endprint