變電站智能巡檢應(yīng)用現(xiàn)狀及解決措施研究

程祥

（國(guó)網(wǎng)武漢供電公司變電運(yùn)維分公司）

0 引言

傳統(tǒng)變電站巡檢工作都是以人工操作的方式完成，并且每一項(xiàng)巡檢工作都需要安排兩名以上的工作人員，但其在實(shí)際巡檢過(guò)程中很可能受責(zé)任意識(shí)、技術(shù)水平等因素的影響，出現(xiàn)漏巡、無(wú)法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問(wèn)題的情況。智能巡檢系統(tǒng)的有效應(yīng)用不但能解決以上問(wèn)題，還能以機(jī)器人取代傳統(tǒng)人工巡檢操作，極大地減輕了巡檢人員的工作負(fù)擔(dān)，在節(jié)約運(yùn)行維護(hù)成本的同時(shí)，還能直觀清晰地反映出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、視頻圖像等信息，真正為智能巡檢工作的高效化開(kāi)展提供了技術(shù)層面的支持。

1 變電站智能巡檢的優(yōu)勢(shì)

智能巡檢指定期檢查設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況或隨機(jī)進(jìn)行巡視檢查，第一時(shí)間指出設(shè)備存在的故障問(wèn)題，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，真正意義上將各種安全隱患扼殺在搖籃。智能巡檢相比于傳統(tǒng)人工巡檢，其主要以智能化技術(shù)為載體預(yù)設(shè)巡檢對(duì)象、時(shí)間地點(diǎn)等因素，同時(shí)自動(dòng)化傳輸設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)將異常情況上報(bào)給有關(guān)部門，并借助視頻識(shí)別等技術(shù)落實(shí)巡檢工作，以此對(duì)巡檢過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)管?；诖?，變電站智能巡檢的優(yōu)勢(shì)主要集中在以下幾方面：第一，運(yùn)用多元化智能手段檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)，如安裝視頻監(jiān)控、紅外機(jī)器人、避雷器在線監(jiān)測(cè)、開(kāi)關(guān)動(dòng)作特性在線監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)，以此全方位展示設(shè)備運(yùn)行情況、視頻圖像等，并將各類信息反饋到智能巡檢系統(tǒng)管理平臺(tái)。第二，提前設(shè)置巡檢對(duì)象、時(shí)間地點(diǎn)、巡檢內(nèi)容等，并以此為基礎(chǔ)制定完善的工作計(jì)劃，定時(shí)或隨機(jī)反映各項(xiàng)巡回檢查的子任務(wù)，從整體上提高各項(xiàng)巡檢工作的質(zhì)量和效率。第三，在巡檢工作實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，既需要實(shí)時(shí)做好跟蹤、記錄、觀察工作，又需要將巡檢工作全面落實(shí)到位，同時(shí)利用智能巡檢系統(tǒng)存儲(chǔ)、備份原始數(shù)據(jù)，并提供歷史軌跡回放、工作情況等信息，以此為相關(guān)工作人員提供科學(xué)可靠的歷史參考資料，智能化統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。第四，及時(shí)對(duì)各種缺陷隱患發(fā)布示警信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)跟蹤巡檢工作中存在的問(wèn)題，在智能巡檢系統(tǒng)的支持下判斷故障隱患的危急程度，以聲、光等信息為載體發(fā)布相應(yīng)的示警信號(hào)，并通過(guò)數(shù)據(jù)或圖片的形式還原巡檢現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，而相關(guān)工作人員也能遠(yuǎn)程操控巡檢現(xiàn)場(chǎng)中潛在的各種安全隱患。

2 變電站智能巡檢的應(yīng)用現(xiàn)狀

在現(xiàn)代科技手段愈發(fā)趨于完善和成熟的背景下，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能化等新興技術(shù)手段的應(yīng)運(yùn)而生為各行業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇。而智能化技術(shù)在變電站巡檢工作中更是取代傳統(tǒng)人工操作，使得各項(xiàng)工作在自動(dòng)化、智能化等技術(shù)的支持下自動(dòng)完成，整個(gè)巡檢過(guò)程也體現(xiàn)出了較高的適用性，即便是在風(fēng)險(xiǎn)高、位置偏遠(yuǎn)、任務(wù)量大的工作環(huán)境下，也能有效降低各類資源的成本投放量，切實(shí)提高企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。另一方面，目前智能化技術(shù)在變電站中的應(yīng)用越來(lái)越深入，而智能巡檢方式、路徑曲線也愈發(fā)趨于多元化。在智能巡檢機(jī)器人、點(diǎn)位監(jiān)控系統(tǒng)的支持下，配合以紅外線監(jiān)測(cè)技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳送技術(shù)就能實(shí)時(shí)獲取變電站的日常信息，通過(guò)自動(dòng)化診斷的方式識(shí)別巡檢系統(tǒng)是否存在故障問(wèn)題，真正意義上達(dá)到動(dòng)態(tài)性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)的目的，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)引起故障問(wèn)題的主要原因，同時(shí)采取科學(xué)可行的措施落實(shí)變電站巡檢工作，以防發(fā)生各種安全事故。最重要的是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能通過(guò)遠(yuǎn)程操控的方式，實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)測(cè)變電站中涉及到的所有設(shè)備，在減輕人力工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)有效節(jié)約維護(hù)成本。

除了最為常見(jiàn)的智能巡檢機(jī)器人之外，還可以在定點(diǎn)攝像頭、滑軌攝像頭中安裝相應(yīng)的無(wú)線測(cè)溫裝置、在線監(jiān)測(cè)裝置、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸端等，以此綜合采集各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)信息，將其與云端存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后，就可以有效預(yù)測(cè)整個(gè)巡檢工作的運(yùn)行狀態(tài)和趨勢(shì)，而相關(guān)工作人員也能在作業(yè)終端APP、PC客戶端的支持下遠(yuǎn)程監(jiān)控各設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理其中潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，將安全事故的發(fā)生概率控制在最小范圍內(nèi)。例如，基于物聯(lián)網(wǎng)，相關(guān)工作人員可以利用智能巡檢系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控各設(shè)施設(shè)備，通過(guò)數(shù)據(jù)讀取的方式達(dá)到自動(dòng)化管理的目的，有效降低人工成本和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。

目前變電站中使用的巡檢機(jī)器人主要包括無(wú)軌智能巡檢機(jī)器人、軌道智能巡檢機(jī)器人，前者主要是通過(guò)攝像頭、電源開(kāi)關(guān)、移動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成巡檢工作，其在室外環(huán)境下也具有良好的適用性，而其中包含的抗干擾措施還適用于條件相對(duì)較差的設(shè)備巡檢工作；后者本身具有軌道式攝像頭，其與無(wú)軌巡檢機(jī)器人相比，具有更簡(jiǎn)便、高效的優(yōu)點(diǎn)，在無(wú)軌巡檢機(jī)器人不適用的冰雪作業(yè)環(huán)境下也能完成各項(xiàng)巡檢工作，真正意義上達(dá)到了實(shí)時(shí)巡檢的目的，使得智能化巡檢的作用和優(yōu)勢(shì)全面體現(xiàn)出來(lái)的同時(shí)，還從整體上提高了整個(gè)巡檢工作的實(shí)效性。

3 變電站智能巡檢存在問(wèn)題的解決對(duì)策

3.1 數(shù)據(jù)讀取

由于變電站內(nèi)部原本就具有設(shè)備布局復(fù)雜的特點(diǎn)，因此利用智能巡檢進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)，很可能在固定的巡檢路徑、定位點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)固有的可行通道等因素的限制下，無(wú)法保證現(xiàn)場(chǎng)巡檢的靈活性，甚至出現(xiàn)對(duì)位不準(zhǔn)的情況，最終獲取的溫度信息也與實(shí)際數(shù)值存在明顯偏差?；诖耍嚓P(guān)技術(shù)人員在優(yōu)化智能巡檢系統(tǒng)時(shí)，可以適當(dāng)增加距離監(jiān)測(cè)單元，確定攝像頭或巡檢機(jī)器人與被測(cè)設(shè)備之間的距離后再開(kāi)展后續(xù)工作，從源頭上避免巡檢工作出現(xiàn)測(cè)溫錯(cuò)誤的情況。站在軟件角度分析，智能巡檢系統(tǒng)很難像人工巡視一樣做到全角度的對(duì)比測(cè)溫，特別是變電站內(nèi)部的道路分布、攝像頭高度、機(jī)器人電池續(xù)航等因素均會(huì)帶來(lái)不同程度的影響，而現(xiàn)有技術(shù)條件也很難使得紅外測(cè)溫達(dá)到精準(zhǔn)測(cè)溫的高度，因此紅外測(cè)溫只能作為一種大面積測(cè)溫的常規(guī)方式。

3.2 紅外測(cè)溫

在變電站巡檢工作實(shí)際開(kāi)展過(guò)程中，通常需要利用無(wú)軌機(jī)器人或有軌機(jī)器人的高清攝像頭，按照事先設(shè)計(jì)的構(gòu)思方案讀取各類數(shù)據(jù)表格，而數(shù)據(jù)讀取的精確度也遠(yuǎn)高于巡檢人員的目視結(jié)果。由于部分表計(jì)的安裝位置相對(duì)較高，巡檢人員目視時(shí)很難保證指針位置和數(shù)字顯示的準(zhǔn)確性，在人工巡檢工作中也只能通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察相應(yīng)的數(shù)值。但智能巡檢系統(tǒng)中包含的高清攝像頭卻具有較強(qiáng)的變焦功能，即便是遠(yuǎn)距離也能通過(guò)變焦的方式讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，在提高巡檢效率的同時(shí)，還能以圖片為載體存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)信息，真正為后續(xù)分析工作的順利開(kāi)展提供科學(xué)可靠的參考依據(jù)。但在數(shù)據(jù)讀取中實(shí)際應(yīng)用智能巡檢時(shí)普遍無(wú)法達(dá)到預(yù)期設(shè)想目標(biāo)，究其根本原因在于變電站內(nèi)部的空氣較為污濁，而表鏡的表面或攝像頭變臟后就無(wú)法拍攝到高清的圖片，而攝像頭也會(huì)出現(xiàn)對(duì)焦失敗的情況。針對(duì)于此，在改進(jìn)過(guò)程中可以將自清潔裝置安裝到攝像頭上，以人工清潔的方式除去表計(jì)上的污穢。在解決攝像頭對(duì)焦失敗的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)和算法不合理的問(wèn)題，在超聲測(cè)距儀、紅外測(cè)距儀的支持下，利用主動(dòng)式自動(dòng)對(duì)焦攝像頭降低對(duì)焦失敗的概率。

3.3 巡視路徑

智能巡檢機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以通過(guò)遠(yuǎn)距離超聲停障、近距離碰撞停障感應(yīng)裝置避開(kāi)障礙物，但這種安全裝置最根本的作用在于保護(hù)巡檢機(jī)器人，因此其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中很可能無(wú)法體現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性。目前大多變電站內(nèi)部都覆蓋了一定面積的草坪，在特定區(qū)域內(nèi)開(kāi)展巡檢工作時(shí)，很可能因巡檢通道兩側(cè)的雜草影響智能巡檢機(jī)器人作出精準(zhǔn)判斷，甚至激發(fā)機(jī)器人的障礙物識(shí)別感應(yīng)裝置，使其無(wú)法繼續(xù)前進(jìn)，而相關(guān)運(yùn)維人員若不第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)這一故障問(wèn)題，就會(huì)使得機(jī)器人停留原地，直至耗盡所有電池電量，這時(shí)相關(guān)工作人員還需要將其搬運(yùn)到充電處進(jìn)行充電，額外增加了大量不必要的工作負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，巡檢機(jī)器人還可能因定位上的偏差偏離于原始巡檢通道，無(wú)法精準(zhǔn)計(jì)算、定位其所在的位置和運(yùn)行路線，甚至與變電站內(nèi)部的設(shè)備設(shè)施相碰撞。此外，智能巡檢機(jī)器人可以通過(guò)自動(dòng)充電設(shè)計(jì)，將充電裝置安裝到適合的位置后，即可在機(jī)器人電量不足的前提下達(dá)到自動(dòng)充電的目的，而整個(gè)過(guò)程也無(wú)需人工參與。但機(jī)器人在定位偏差的影響下偏離于原始軌道時(shí)，就會(huì)發(fā)生自動(dòng)充電失敗的情況，其到達(dá)充電樁后也很可能無(wú)法精準(zhǔn)定位，從而撞到墻面或障礙物，或者未到達(dá)充電樁位置就停止前進(jìn)，嚴(yán)重影響了自主充電的作用和效果?；诖?，在改進(jìn)過(guò)程中可以基于原有的障礙物感應(yīng)裝置、自主充電裝置、激光定位裝置來(lái)安裝可見(jiàn)光攝像頭，使其精準(zhǔn)識(shí)別周邊環(huán)境的同時(shí)，拍攝2m以內(nèi)的物體成像，并在圖像識(shí)別技術(shù)的支持下將其與曾經(jīng)設(shè)置的環(huán)境信息對(duì)比，以此達(dá)到精準(zhǔn)判斷機(jī)器人所在位置和行進(jìn)路徑的目的。

3.4 故障診斷

實(shí)際上巡檢機(jī)器人本身具有較強(qiáng)的跟蹤能力，在某變電站內(nèi)部安裝低電壓設(shè)備后，就可以利用智能巡檢系統(tǒng)監(jiān)測(cè)故障問(wèn)題，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中潛在的故障隱患，有效防控故障風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還能及時(shí)向相關(guān)工作人員發(fā)布精準(zhǔn)的示警信號(hào)，極大地提高了電力設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。另一方面，在智能巡檢機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，還可以及時(shí)將巡檢工作中涉及到的數(shù)據(jù)信息傳達(dá)到指揮室，促使電力設(shè)備維修人員充分了解測(cè)量裝置中顯示的儀表數(shù)據(jù)，幫助管理人員更好地應(yīng)對(duì)電力設(shè)備存在的故障問(wèn)題。實(shí)際上智能巡檢機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以自動(dòng)采集設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中涉及到的所有信息，將這些信息與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比分析后，就能精準(zhǔn)識(shí)別設(shè)備是否存在故障隱患，以此為電力設(shè)備的正常運(yùn)行提供安全方面的保障，同時(shí)有效提高變電站可獲得的生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 通信故障管控

在變電站巡檢系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，分析其中包含的構(gòu)成模塊時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)主模塊與各分支模塊之間具有一定的通信通道，在通信故障影響下智能巡檢機(jī)器人很可能因診斷錯(cuò)誤而無(wú)法發(fā)出正確的預(yù)警信號(hào)。基于此，為提高智能巡檢機(jī)器人的故障診斷能力，可以采取具有針對(duì)性的措施防控通信故障問(wèn)題，確保智能巡檢機(jī)器人始終處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，真正將其本身具有的作用和功能全面體現(xiàn)出來(lái)，最大限度地提高機(jī)器人巡檢的質(zhì)量和效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前智能巡檢已在電力領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，其在逐漸取代傳統(tǒng)人工巡檢方式的同時(shí)，還體現(xiàn)出了人工巡檢所不具有的作用和優(yōu)勢(shì)，尤其體現(xiàn)在減輕工作負(fù)擔(dān)、降低人工成本等方面，并且智能巡檢還能將設(shè)備運(yùn)行信息、視頻圖像進(jìn)行有效整合，通過(guò)可視化的方式直觀清晰地展示出最終的巡視成果。在智能化技術(shù)不斷完善與普及的背景下，智能巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能愈發(fā)趨于多元化，但其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然存在多個(gè)方面的問(wèn)題，需要相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合具體問(wèn)題具體分析，有針對(duì)性地解決巡檢工作中存在的設(shè)備故障問(wèn)題。