發(fā)電廠輪式巡檢機器人性能檢測內(nèi)容的探討

莊甲東，鄭加能，侯 杰，繆威桑，韓志超

（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東汕尾 516600）

1 發(fā)電廠輪式機器人的簡要概述

1.1 輪式機器人的優(yōu)點概述

在當前社會發(fā)展中，人工智能是推動產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，發(fā)電廠GIS 室的主要功能是替代傳統(tǒng)的發(fā)電廠GIS 室開關設備，進一步將電能輸送到輸電線路上，是整個輸配電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，巡檢質(zhì)量是確保設備安全運行的關鍵。在整個GIS 室的工作環(huán)境中，高危高壓，設備繁多，巡檢工作量大，傳統(tǒng)巡檢作業(yè)中仍然用人工巡視、手工抄錄等方式，因而就會存在巡檢數(shù)據(jù)不準確、不全面，以及危及人身安全的諸多隱患。此時，可以選用輪式智能巡檢機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候規(guī)范可靠的智能化巡檢，為用戶提供高效智能的巡檢解決方案。在該輪式機器人中，包含了1080P 自動補光攝像頭、熱成像攝像頭、專業(yè)級激光雷達、超聲雷達、無線充電接收裝置、免維驅(qū)動輪、從而可以原地轉(zhuǎn)彎、大角度爬坡、跨越障礙，防掉落，可自行準確地對巡檢環(huán)境構(gòu)建初始化電子地圖，對巡檢路線進行標記及規(guī)劃?？筛鶕?jù)人工巡檢工作表進行巡檢點部署，設定待識別表計的信息統(tǒng)計和算法訓練，從而在收到自動巡檢任務后，機器人完成開機自檢，依據(jù)規(guī)劃路徑和巡檢點位置信息，完成信息采集，實時上傳數(shù)據(jù)替代人工，精準完成智能巡檢[1]，如圖1所示。

圖1 巡檢機器人

1.2 輪式機器人在GIS室內(nèi)工作過程的內(nèi)容

輪式機器人利用智能自主開發(fā)的多傳感器組合導航技術，實現(xiàn)在復雜性、多樣性環(huán)境下正常工作，精準完成巡檢地圖構(gòu)建，自定位，自主導航，其中定位精度在10 mm 以內(nèi)。

在巡檢過程中，機器人能夠?qū)υO備的關鍵位置進行溫度采集，對各類表計、開關狀態(tài)、油位狀態(tài)進行自動拍攝和自動識別。機器人還可以對現(xiàn)場運維人員進行身份識別，發(fā)現(xiàn)運維人員穿戴以及作業(yè)的不規(guī)范行為，機器人能夠自動記錄、監(jiān)控錄像，進一步實現(xiàn)了智能隨工。

在巡檢過程中，機器人還可自主收集目標設備的音頻信息，進行智能分析和比對，判斷設備工作狀態(tài)。當發(fā)現(xiàn)設備狀態(tài)異常時，機器人與后臺系統(tǒng)進行實時聯(lián)動，形成警告。通知運維人員快速到達現(xiàn)場進行故障搶修。當運維人員遇到復雜問題時，可通過機器人與后臺支持人員進行遠程視頻和語音對講，實現(xiàn)遠程作業(yè)指導與監(jiān)督。

機器人本體自帶檢測功能，當電池電量低于設定值時，系統(tǒng)自動記錄，備份當前的巡檢任務并自主規(guī)劃最優(yōu)路線，最終返回充電房進行充電[2]。充電完成后繼續(xù)執(zhí)行未完成的巡檢任務。同時，監(jiān)測系統(tǒng)還包括微型氣象采集裝置，可全天候?qū)IS 室內(nèi)的氣壓和溫濕度進行采集、存儲、統(tǒng)計和分析。

后臺系統(tǒng)可根據(jù)用戶巡檢場景的具體環(huán)境情況，設計軟件界面和定制開發(fā)功能，巡檢記錄?？缮啥ㄖ苹砀瘢奖阌脩暨M行數(shù)據(jù)查詢以及歷史溯源。后臺系統(tǒng)具備定制巡檢任務，自動下發(fā)巡檢任務，遠程實時遙控巡檢等功能，滿足用戶的個性化使用習慣和功能定制化需求。

2 發(fā)電廠GIS室輪式巡檢機器人在不同環(huán)境下的適應能力

2.1 低溫下巡檢機器人工作狀態(tài)

在大多數(shù)情況下，應用在發(fā)電廠GIS 室的輪式巡檢機器人需要應對低溫環(huán)境。此時就需要對輪式巡檢機器人進行低溫環(huán)境適應性的檢測和試驗，進一步標定出可以適應的最低環(huán)境溫度。環(huán)境適應性試驗過程中，一定要嚴格按照相應的檢測標準和要求執(zhí)行，保證檢測溫度持續(xù)穩(wěn)定，當待檢測環(huán)境中的最高溫度超過了輪式巡檢機器人周邊溫度5 ℃以上時，才可以認定檢測樣品符合散熱樣品的標準。因此，根據(jù)散熱樣品的相關概念，結(jié)合輪式巡檢機器人在發(fā)電廠GIS 室內(nèi)工作中的工作環(huán)境，自身所提供動力的電機外表中的溫度是否能夠符合散熱樣品中的各項溫度標準。因此，這可以通過對散熱樣品檢測結(jié)果認定為輪式巡檢機器人的檢測結(jié)果[3]。

通過對大量樣品檢測數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，只有在發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人適應了低溫環(huán)境，并且GIS 室內(nèi)的溫度不處于浮動狀態(tài)，而處于穩(wěn)定值時，該輪式巡檢機器人才會開啟機關，展開相應的工作。根據(jù)以上內(nèi)容的分析，在對低溫環(huán)境下輪式巡檢機器人工作狀態(tài)的檢測時，最關鍵的是要將GIS 室輪式巡檢機器人放置在低溫環(huán)境中，并使用遠程操作的方式開啟巡檢機器人的開關，進而使得該機器人開始工作，從而進一步觀察該機器人在低溫環(huán)境下的運行情況和具體運行狀態(tài)。在檢測過程中，如果沒有按照相應的步驟來進行低溫環(huán)境下對輪式巡檢機器人的檢測，就會導致巡檢機器人內(nèi)部箱體中出現(xiàn)水分，進一步降低了機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的溫度，甚至會因而水分而導致零件出現(xiàn)侵蝕，而使得機器人無法正常運行。因此，在對輪式巡檢機器人在低溫環(huán)境下運行狀態(tài)的檢測中，一定要等到GIS 室內(nèi)的溫度處于溫度狀態(tài)時，才可以開啟輪式巡檢機器人的開關，并進行檢查，在保證機器人各項性能指標穩(wěn)定時，才可以進行巡檢工作。而當輪式巡檢機器人箱體內(nèi)部溫度達到檢測的低溫時，此時就可以觀察輪式的工作狀態(tài)。此時輪式巡檢機器人能夠像往常一樣進行巡檢工作，說明GIS 室內(nèi)輪式巡檢機器人能夠適應低溫環(huán)境，并準確完成相應的巡檢工作。

2.2 危險環(huán)境下巡檢機器人工作狀態(tài)

輪式巡檢機器人在發(fā)電廠GIS 室的日常工作環(huán)境中，由于GIS 裝置中存在一定的SF6氣體，該氣體無色無味。如果泄漏后可嚴重威脅人員的安全和健康，甚至造成安全事故。因此，需要輪式巡檢機器人對GIS 室內(nèi)中的SF6氣體進行檢測，及時保證室內(nèi)環(huán)境的安全。其中，在巡檢過程中，輪式巡檢機器人將運行至GIS 室的不同區(qū)域，對GIS 室的全范圍進行嚴格的檢測與分析，通過使用SF6氣體傳感器來實時監(jiān)控工作環(huán)境中存在的SF6氣體的濃度，并根據(jù)客戶電廠安全標準規(guī)范設定SF6氣體濃度得報警值，當檢測到氣體濃度超過設定值后，將有后臺界面提示和聲音報警。

2.3 濕熱環(huán)境下巡檢機器人工作狀態(tài)

在對發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行耐濕熱試驗過程中發(fā)現(xiàn)，當前的試驗檢測技術標準中存在一些問題，嚴重影響著發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人在濕熱環(huán)境下數(shù)據(jù)檢測的準確度。其中，在當前技術標準檢測中，需要發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人在穩(wěn)定濕熱環(huán)境下工作2 h，然而在實際檢測過程中，濕熱環(huán)境處于浮動變化之間，而不是處于穩(wěn)定的數(shù)值范圍內(nèi)，而且發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人仍然需要工作2 h。但是在對大量濕熱環(huán)境數(shù)據(jù)分析過程中，發(fā)電廠GIS室輪式巡檢機器人處于何種狀態(tài)時，都無法維持2 h的工作，因此進一步說明對巡檢機器人在濕熱環(huán)境下維持2 h 工作是不符合相應要求的。更關鍵的是，穩(wěn)定的濕熱環(huán)境和變化濕熱環(huán)境之間有非常大的差別。其中，在兩個濕熱環(huán)境中，檢測條件不同。在穩(wěn)定濕熱環(huán)境下，GIS 室內(nèi)的溫度和濕度數(shù)值是穩(wěn)定不變的，一般呈現(xiàn)出較高溫度和較高濕度，而在此種環(huán)境狀態(tài)下工作，不會導致輪式巡檢機器人內(nèi)部箱體中出現(xiàn)水分。但是當處于變化的濕熱環(huán)境中，溫度和濕度是隨時變化的，進一步導致輪式巡檢機器人箱體中出現(xiàn)凝露情況。

2.3.1 在恒定濕熱環(huán)境下對輪式巡檢機器人工作狀態(tài)的試驗

在對發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行恒定濕熱環(huán)境下試驗過程中，一定要嚴格按照試驗標準和規(guī)范進行試驗。在實驗時，一定要開啟發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人的開關，并且在開啟后，立即進行檢查。只有當輪式巡檢機器人的各項性能穩(wěn)定并沒有任何異常情況下，才能開啟休眠模式，放入恒定濕熱環(huán)境中進行實驗。但是在進行濕熱環(huán)境試驗過程中，檢測時間較長，遠遠超過了輪式巡檢機器人的工作實景，因此就需要時刻保證機器人處于開啟狀態(tài)，避免出現(xiàn)機器人關機的情況，影響測量結(jié)果。在測試時，需要對環(huán)境進行適當調(diào)整，將溫度控制在（40±2）℃范圍內(nèi)，嚴格控制試驗時間，而濕度的范圍是（93±3）%RH。當溫度處于穩(wěn)定值時，進行恒定濕熱環(huán)境的檢測工作，而試驗時間為12 h。在結(jié)束濕熱環(huán)境實驗工作之前的1.5 h 內(nèi)，需要相應工作人員通過遠程控制方法來調(diào)整發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人的實際工作狀態(tài)，使得該機器人能夠完成相應的巡檢工作。

2.3.2 在交變濕熱環(huán)境下對輪式巡檢機器人工作狀態(tài)的試驗

在交變濕熱狀態(tài)下，對巡檢機器人工作狀態(tài)的試驗中，需要按照12 h+12 h 循環(huán)試驗方法來進行。其中，在將該輪式巡檢機器人放置到工作環(huán)境之前，工作內(nèi)容與之前在恒定濕熱環(huán)境下的檢測工作相同。最終的檢測標準也相同。而交變濕熱環(huán)境和恒定濕熱環(huán)境檢測過程中，最大的差別是，如果當溫度處于25 ℃±3 K 時，此時需要提高濕度，從而達到高濕度的要求。但是當溫度大于55 ℃±2 K 后，需要降低濕度，達到低濕度的要求，進而完成12 h+12 h 循環(huán)交變濕熱試驗過程。

3 對發(fā)電廠GIS室輪式巡檢機器人運動狀態(tài)檢測內(nèi)容的概述

3.1 對發(fā)電廠GIS室輪式巡檢機器人定位系統(tǒng)檢測

在對發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人的運動功能檢測過程中，最主要的檢測標準是機器人的定位準確度。如果機器人定位準確度較差時，無法完成相應的巡檢工作，巡檢質(zhì)量較差。在發(fā)電廠GIS 室內(nèi)中，需要輪式巡檢機器人對整個室內(nèi)中的所有設備進行全方位、全領域的檢測，因而實際的巡檢路線存在彎曲和坡度，而在試驗檢測中，基本上都是直線軌道。因此，在后期檢測中，需要適當增加彎道和坡底，從而保證該輪式巡檢機器人能夠準確定位，保證檢測結(jié)果的準確度。

3.2 對發(fā)電廠GIS室輪式巡檢機器人防碰撞功能試驗

在對發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人進行防碰撞功能試驗過程中，相應的檢測技術標準僅規(guī)定了一些阻礙物的性質(zhì)，但是與實際檢測過程中遇到的阻礙物不同，進而使得檢測結(jié)果不具有準確性。因此，在后期對輪式巡檢機器人檢測時，需要架設一些在實際檢測過程中存在的阻礙物，進而使得機器人能夠準確識別出阻礙物，準確地完成巡檢工作。

4 結(jié)束語

在對當前發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人的檢測過程中，需要加大檢測力度，準確地分析總結(jié)出輪式巡檢機器人的檢測技術內(nèi)容，并根據(jù)試驗的結(jié)果提出相應的改進建議，最終為后期輪式巡檢機器人的檢測技術標準規(guī)范奠定堅實的理論基礎，最終提高對發(fā)電廠GIS 室輪式巡檢機器人的檢測標準水平。