李颖超
内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局 内蒙古自治区锡林浩特市 026000
摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，受益于移动机器人技术和人工智能技术的发展，国内多个变电站使用自动化巡检机器人来代替人工巡检，从而解决巡检效率低、劳动强度大、巡检不到位等问题。巡检机器人配置智能化定位导航系统，可自主进行场内巡查。带有可见光摄像头、红外摄像头和拾音器等感知设备，用于表计读取和故障诊断。本文介绍了巡检机器人的功能需求、系统构成和应用现状，提出了多机协作、高精度导航和深度学习赋能等方面的发展趋势。
关键词：巡检机器人；变电站；自动巡检
引言
随着当今社会的发展，自动化和智能化在各个行业的应用越来越广。在电网变电站这样一个有着一定危险系数的场合，现在仍然是使用大量的人工进行巡检和记录。纵观当下的情况可以发现，人工巡检的效率很低同时变电站的事故绝大部分是由于人工巡检的失误才出现，而一旦出现这种事故，不仅仅会对巡检员的安全产生威胁，同时会造成极大的财产损失，因此一款智能化、低隐患、高效率的巡检机器人显得极为重要。
1变电站智能巡检机器人的功能特点
1）定位导航
巡检机器人利用定位导航的方式将激光视觉传感器应用起来，直接在目标路线上运行，经过定位之后，运维管理的精准度明显提升。机器人在巡检阶段还能避开各类障碍问题，避免因失误而出现机身损伤的问题，从现场的路线、通道设置来看，不需要专门铺设轨道其整体运行也能按照计划目标进行。
2）视频记录
机器人在运维阶段可以利用视频技术，将变电站内各类设施的运行状况等进行识别分析，在整个过程中机器人独立完成操作，无需人为参与其中，这样一来变电站的无人值守的工作目标也能顺利完成。
3）噪声诊断
机器人上装配期间拥有灵敏度高的拾音器，所以能够对变电站设备运行阶段的音频情况进行检测，经过回收、采集之后系统配有语音识别技术，是从源头开始控制周围环境影响，并将音频识别精准度提升的有效措施，能够检测设备运行状况的基本作用。
2变电站自动化巡检机器人应用
2.1低温下巡检机器人工作状态
一般情况下，变电站轮式巡检机器人对低温环境有较强的适应能力，在对巡检机器人进行低温环境适应性试验时，要严格按照检测标准进行。即在检测温度保持恒定基础上，所要测量的检测环境的最热点温度要超过巡检机器人周边温度5K以上，才能认定所要检测的样品属于散热样品。根据以上散热样品的定义，结合变电站轮式巡检机器人在变电站内工作时，所提供动力的电机外部表面温度能够达到散热样品定义标准，因此能够将变电站轮式巡检机器人看做成散热样品。通过分析以往样品检测实验数据，可知当检测变电站轮式巡检机器人低温环境适应性时，需要确保周围样品温度达到恒定值后，才能开启巡检机器人开关，使其正常工作。基于此，需要先将巡检机器人放置到检测环境中，然后利用远程操控的方式来启动变电站轮式巡检机器人开关，然后观察其运行情况。如果没有严格按照试验过程进行操作，例如直接打开试验环境，手动开机变电站轮式巡检机器人，将会造成变电站轮式巡检机器人内部箱体内出现露水，并且会降低箱体内部温度，严重时所形成的露水还有可能侵蚀机器人内部零件，导致变电站轮式巡检机器人无法正常工作。因此建议，当周围试验环境达到检测标准后，再对变电站轮式巡检机器人通电，开机后要先进行自行检查，没有异常问题后，再进行工作。
待巡检机器人箱体内部达到低温检测温度后，然后观察机器人巡检状态，其能够正常工作，因此在低温环境下能够正常运行并完成变电站巡检工作。
2.2智能导航
巡检机器人的智能导航功能包括定位导航、路径规划和自主避障等内容。定位导航：定位导航功能是变电站巡检机器人自主行走的基础。机器人通过访问数据库中的高精度三维地图来获取环境信息，其定位精度与环境地图构建的精度密切相关。通过建立机器人路径规划环境中道路、检测设备和障碍物的空间位置描述，形成建图范围内每一个巡检点之间的路径联系，从而帮助巡检机器人规划出合理的路径。变电站环境中的巡检机器人定位导航有磁点导航、固定轨道、激光导航和视觉导航等方式，其中磁点导航和固定轨道的导航轨迹固定，精度最高，但需大量的前期改造，存在成本高、灵活性差等缺点。室外环境光下的视觉导航系统稳定性较差，一般用于辅助。激光导航的定位精度高，抗干扰能力强，是目前最常用的定位导航方式。巡检过程中，机器人通过导航系统实时获取自身的位置信息，定位误差一般小于0.05m。路径规划：变电站的巡检任务可分为全位置巡检和指定位置巡检两种。全位置巡检指机器人由起始位置出发，巡检厂区内的全部位置。指定位置巡检需要机器人到达指定的任意位置，完成某些关键设备的检查。操作人员通过任务派发系统便捷地增加、删除和修改巡检点，下发巡检任务，因此需要合理地分配巡检路线。路径规划功能用于生成派发任务中巡检点之间的路线，寻找从起点到终点的最优路线。自主避障：机器人的自主避障和防撞系统能够确保机器人在开展巡检工作时的安全。当机器人的视觉或超声波系统检测到障碍物时，机器人可以实现自动停止或降速，然后利用相关的路径规划和避障算法重新规划出避开障碍物的路径。
2.3自循迹设计
变电站中的设备布局和形状较为固定，通过在初始阶段，输入周围环境的图像信息，从中提取特征点信息，在巡检的过程中利用目标设备的几何形状模型，在目标中提取3个以上的特征点和采集到的图像特征点进行匹配，从而实现实时定位和自动行进的功能。巡检机器人初始设计有固定的巡检路线，正常情况下按照巡检路线进行固定的数据采集，主要包括固定地点的图像，温湿度和热成像数据。当检测发现变电站设备有一定的隐患或者异常时，会通过摄像头结合传感器来进行自动规划路径，靠近相应的地点进行进一步的数据采集。
2.4防碰撞功能试验
在对变电站轮式巡检机器人进行防碰撞功能试验时，现行技术规范只是规范了障碍物的尺寸和表面性质，但是在变电站巡检过程中，变电站轮式巡检机器人经常会遇到临时围栏，其能够用于隔离变电站内部施工环境，隔离事故现场等。所使用的临时围栏主要有地桩式活动围栏、网式围栏、伸缩式围栏、带式围栏等。因此，变电站轮式巡检机器人在巡检过程中，碰撞到临时围栏后，由于围栏内有大量的网格结构，会导致巡检机器人的传感器受到影响，降低变电站轮式巡检机器人巡检质量。建议在后期变电站轮式巡检机器人检测试验时，增加对临时围栏的识别，这样才能保证巡视机器人的自主行走的安全性。
结语
智能巡检机器人应用到变电站运维工作之中，能够将自身的优势影响作用发挥出来，是具备良好功能特点的智能化设备条件。在进行变电站运维管理阶段，智能机器人的应用范围逐渐扩大化，是实现无人值守管理目标的必要措施方法。智能巡检机器人在实践应用阶段，对科技手段的应用要求诸多，当然变电站的运维工作中也存在一定的弊端性问题。因此需要将应用技术进行改进与优化，控制在实践工作解读所面临的诸多困难问题，能够就强智能机器人在变电站运维工作中的价值影响作用全面发挥出来。因此变电站工作人员，还需要结合现场运维工作的实际，采用针对性的管控处理方法，确保机器人能够顺利完成各项工作目标。
参考文献
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[2]杨惠.变电站智能巡检机器人在运维工作中的应用分析[J].环球市场，2019(3).
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