智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在500kV變電站的應(yīng)用

楊富宇　張龍偉　郭小江　高令　田興瑞

摘 要：隨著智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用，變電站值班方式正由有人值守到少人、無人值守方式轉(zhuǎn)變。文章首先對智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的設(shè)計及功能要求作了闡述，并針對巡檢系統(tǒng)運行維護(hù)及驗收工作等關(guān)鍵點，提出了符合生產(chǎn)要求的方法觀點，對智能機(jī)器巡檢系統(tǒng)的運行維護(hù)及驗收工作具有指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人；變電站；巡檢；運行

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0050-02

引言

500kV變電站在電能傳輸中有著極其重要的地位，變電站傳統(tǒng)巡視方式是運維人員依據(jù)巡視計劃，依賴綜合感官，并借助一些檢測儀器及巡檢經(jīng)驗對變電設(shè)備運行狀況進(jìn)行以簡單定性判斷，該方式具有勞動強(qiáng)度大、主觀因素多、發(fā)現(xiàn)問題隱患滯后等不足。隨著國家電網(wǎng)超高壓及特高壓系統(tǒng)的不斷發(fā)展，變電站值班方式正在由有人值守向少人、無人值守方式發(fā)展，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)定將成為新的發(fā)展方向。

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在冀北電網(wǎng)500kV變電站處于試運行階段。本文首先對智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的設(shè)計與功能進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上著重對智能機(jī)器人的運維管理及常見問題的處理辦法進(jìn)行論述，最后闡述了智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)驗收過程中的注意事項。

1 智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的設(shè)計及功能要求

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，共分為3部分：基站層、通信層和終端層。 基站層即系統(tǒng)的監(jiān)控后臺，由機(jī)器人后臺、硬盤錄像機(jī)、硬件防火墻及智能控制和分析軟件系統(tǒng)等部分組成，是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收、處理與展示中心?；緦油ㄟ^圖像處理和模式識別等技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備缺陷的自動識別和報警。

通信層由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、無線網(wǎng)橋基站及無線網(wǎng)橋移動站等設(shè)備組成的，是基站層和終端層的網(wǎng)絡(luò)傳輸通道。

終端層由移動機(jī)器人、自動充電室以及固定視頻監(jiān)測點組成。當(dāng)機(jī)器人電量不足或完成巡檢任務(wù)后自動返回充電室進(jìn)行充電。固定監(jiān)測點由云臺和攝像機(jī)組層組成，機(jī)器人可將紅外圖像和可見光照片傳輸?shù)奖O(jiān)控后臺。

1.2 系統(tǒng)的功能要求

變電站智能機(jī)器人應(yīng)根據(jù)巡檢計劃和現(xiàn)場實際需求，對所轄變電站開展日常巡檢任務(wù)和紅外測溫，將數(shù)據(jù)上傳存儲，對于問題數(shù)據(jù)能進(jìn)行正確判斷并報警，實現(xiàn)一鍵式順控要求。其主要功能要求包括：（1）信息交換與通信網(wǎng)絡(luò)功能。機(jī)器人應(yīng)能與本地監(jiān)控后臺進(jìn)行雙向信息交互，本地監(jiān)控后臺應(yīng)能與遠(yuǎn)程集控后臺進(jìn)行雙向信息交互，信息交互內(nèi)容包括檢測數(shù)據(jù)和機(jī)器人本體狀態(tài)數(shù)據(jù)。此外系統(tǒng)應(yīng)具備通信告警功能，在通信中斷、接收報文內(nèi)容異常等情況下，上送告警信息。（2）機(jī)器人自檢功能。自檢內(nèi)容具體包括電源、驅(qū)動、通信和檢測設(shè)備等部件的工作狀態(tài)，發(fā)生異常時應(yīng)能就地指示，并能上傳故障信息。（3）對時功能。系統(tǒng)宜具備對時功能，可采用網(wǎng)絡(luò)對時、SNTP或GPS、北斗對時等方式，對時周期和精度應(yīng)符合工程實際的需求。（4）巡檢功能。系統(tǒng)應(yīng)支持全自主和遙控巡檢模式。巡檢內(nèi)容主要包括全站一次設(shè)備的外觀、一次設(shè)備的本體和接頭的溫度、斷路器和隔離開關(guān)的分合狀態(tài)、SF6氣體壓力及其他表計指示、避雷器泄漏電流指示以及變壓器、電抗器等噪聲，在微氣象采集數(shù)據(jù)條件下，對所測數(shù)據(jù)分析生成報告，并能對異常值報警。（5）測溫功能。機(jī)器人能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備進(jìn)行溫度檢測，能按照DLT 664規(guī)范的要求對電流致熱型和電壓致熱型缺陷或故障進(jìn)行自動分析判斷，并提出預(yù)警。

2 智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的運維管理

2.1 信息安全維護(hù)管理

為了增強(qiáng)系統(tǒng)自身信息安全防護(hù)能力，提升信息安全自主可控能力，以班次為周期，具體措施包括：（1）對機(jī)器人系統(tǒng)漏洞和多余服務(wù)進(jìn)行掃描。對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行掃描，包括下位機(jī)操作系統(tǒng)是否開啟非業(yè)務(wù)外的服務(wù)和端口，監(jiān)控后臺系統(tǒng)是否開啟業(yè)務(wù)外的服務(wù)和端口；檢查后臺主機(jī)、機(jī)器人裝備系統(tǒng)和無線通訊的登錄名及密碼是否符合安全要求。（2）檢查機(jī)器人通訊網(wǎng)絡(luò)是否與內(nèi)網(wǎng)及其他網(wǎng)絡(luò)連接、是否有其他網(wǎng)絡(luò)接入情況。要求檢測系統(tǒng)是否與內(nèi)網(wǎng)有任何連接，檢查機(jī)器人的無線網(wǎng)橋設(shè)備、TP-link設(shè)備是否與有其他網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備有接入。（3）數(shù)據(jù)備份及報表管理。離站前對監(jiān)控后臺系統(tǒng)日志進(jìn)行備份，并做好備份記錄。每班次要按時導(dǎo)出巡檢數(shù)據(jù)并填寫報表，對巡檢異常的點要人工進(jìn)行復(fù)測。（4）USB管控。禁用后臺主機(jī)所有USB端口，維護(hù)有需要時啟用USB，維護(hù)完成恢復(fù)禁用。使用USB時，記錄USB使用情況（接入時間、人、身份證號、U盤須安全認(rèn)證的專用U盤）。（5）后臺主機(jī)更新系統(tǒng)漏洞。后臺主機(jī)更新系統(tǒng)漏洞需要根據(jù)安全維護(hù)記錄表中上一次維護(hù)的時間，確定下次維護(hù)的具體時間，要求維護(hù)人員前往維護(hù)前，事先拷貝部門提供的WIN7 64系統(tǒng)更新的補丁包，現(xiàn)場更換。同時更新“安全維護(hù)記錄表”。（6）后臺主機(jī)更新殺毒軟件病毒庫。后臺主機(jī)殺毒軟件病毒同后臺主機(jī)系統(tǒng)漏洞同步更新，要求維護(hù)人員前往維護(hù)前，事先下載好最新版本的瑞星個人版程序及部門提供的瑞星最新的木馬病毒數(shù)據(jù)庫補丁包，進(jìn)行現(xiàn)場更換。同時更新“安全維護(hù)記錄表”。（7）禁用后臺無關(guān)服務(wù)。離站時關(guān)閉Windows telnet服務(wù)器。

2.2 巡檢系統(tǒng)日常維護(hù)

針對機(jī)器人系統(tǒng)較常見的異常情況，運維人員可根據(jù)廠家提供的指導(dǎo)手冊進(jìn)行處理，此外運維人員還應(yīng)定期檢查機(jī)器人的巡視路線有無障礙物，并對巡視路線進(jìn)行清掃；應(yīng)每月對機(jī)器人開展檢查維護(hù)，并做好記錄；應(yīng)定期對機(jī)器人系統(tǒng)開展軟、硬件測試的專項維護(hù)工作。在全面維護(hù)檢查工作，具體包括智能巡檢機(jī)器人本體、底盤及云臺、傳感模塊、電池容量及老化程度、后臺系統(tǒng)檢測及充電房清掃等，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行處理，無法自行處理的應(yīng)聯(lián)系廠家人員。

3 智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的驗收

變電站智能巡檢機(jī)器人驗收工作規(guī)范化是提升機(jī)器人巡檢實用化水平、確保工作質(zhì)量的有力保證，變電站運維人員需嚴(yán)格依據(jù)驗收要求，按照驗收程序進(jìn)行驗收，直至驗收合格。驗收內(nèi)容具體包括：（1）技術(shù)資料完整性的驗收。技術(shù)資料主要從合同及技術(shù)協(xié)議、廠家提供的原始資料、安裝調(diào)試相關(guān)設(shè)計圖紙、施工方案等方面考核廠家提供資料的完整性和準(zhǔn)確性，站內(nèi)要做好巡檢系統(tǒng)臺帳及履歷卡。（2）性能指標(biāo)。性能指標(biāo)主要從巡檢系統(tǒng)施工設(shè)計、機(jī)器人本體性能和技術(shù)參數(shù)、以及功能實現(xiàn)準(zhǔn)確度、精準(zhǔn)度等方面考核巡檢系統(tǒng)的性能指標(biāo)，確保巡檢系統(tǒng)在巡檢過程中零故障、零誤差。（3）后臺系統(tǒng)應(yīng)用的驗收。后臺系統(tǒng)主要包括機(jī)器人本地監(jiān)控后臺、遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、視頻圖像傳輸、信息交換能力等方面，要保證監(jiān)控后臺軟件界面布局及系統(tǒng)主機(jī)配置參數(shù)滿足要求，功能性齊全，方便運維人員對機(jī)器人進(jìn)行操作管理。（4）施工質(zhì)量的驗收。施工質(zhì)量主要從導(dǎo)航設(shè)施、巡視道路鋪設(shè)等施工組織、質(zhì)量等方面考核廠家的施工能力。驗收過程中要嚴(yán)格執(zhí)行工作票、動火票，按照工作計劃及公司要求的流程核查機(jī)器人項目實施情況。（5）識別率的驗收。巡檢覆蓋率和表計數(shù)字識別率主要從室外設(shè)備巡檢點設(shè)置和表計數(shù)值讀取等方面考核機(jī)器人巡視覆蓋范圍及表計的數(shù)字識別能力，識別率應(yīng)滿足100%，確實無法覆蓋、無法數(shù)字識別的須經(jīng)省公司運檢部審批并經(jīng)國網(wǎng)運檢部核實后才能通過驗收。（6）信息安全自查。信息安全自查主要包括基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫以及智能設(shè)備三個方面，要保證機(jī)器人私有網(wǎng)絡(luò)沒有安全隱患、口令密碼強(qiáng)度大及殺毒軟件更新等要求。（7）售后服務(wù)的驗收主要從備品備件、質(zhì)保及培訓(xùn)、技術(shù)支持等方面查看廠家是否按照技術(shù)規(guī)范書要求提供相關(guān)服務(wù)，考核廠家售后服務(wù)水平。

4 結(jié)束語

智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)雖然技術(shù)先進(jìn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)，但在實際應(yīng)用中也存在定位失敗、無法返回充電室、表計無法識別或識別準(zhǔn)確性差等急需解決的問題。隨著技術(shù)的不斷完善，智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)定將取代傳統(tǒng)變電站巡檢方式，保障變電站的安全穩(wěn)定運行。

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