陶柏洪 黎才添
广东电网有限责任公司东莞供电局 广东 东莞 523000
摘要：测温作业是变电运行人员发现缺陷的有效手段，但高压电容器组在运行过程中存在爆炸故障等威胁人身安全风险，有较高的人身及作业风险。便携式测温智能巡检装置主要实现在电容器室等危险区域内移动，通过远程遥控机械小车平台，遥控实现热成像传感器自动对焦，实时远程传输采集红外图像等现场信息，检查设备发热情况，避免电容器组发生故障时造成人身伤害，在保证人身安全的前提下，高效完成设备测温作业。
关键词 ：作业风险；测温作业;智能巡检
0 前言
设备测温作业一直是变电运行人员发现设备缺陷的有效手段，在变电站内，测温作业风险较高的区域为高负荷运行开关室及运行中的电容器室，高负荷运行状态下的高压开关柜在及运行状态下的电容器组测量出的温度数据才是有效温度数据，但是上述设备状态下进行测温作业存在爆炸故障等威胁人身安全风险。运行人员在作业过程中都心存顾虑。由于热成摄像头成本较高，现时大部分变电站的高压室及电容器室均无配置该测温设备，均需人手进行冒险作业，有较高的人身及作业风险。
该装置主要实现在电容器室及高压室等危险区域内移动，通过远程遥控机械小车平台，遥控实现热成像传感器自动对焦拍照测温，实时远程传输采集红外图像图像等现场信息，确保人员在设备运行过程汇总，进行测温作业时远离设备，在保证人身安全的前提下，有效完成设备测温作业。本装置将按精细化及模块化设计，具有移动灵活，使用方便，功能自定义。
1 技术设计原则
1.装置主控平台主要采用Arduino开发平台，由数字舵机、电源驱动模块、电机模块、超声波避障模块车底盘组成装置的移动平台。
2.通过视频数传模块、wifi远程控制模块组成装置的图传数据传输系统；
3.装置将按体积精细化及功能模块化方向设计，对各个功能模块进行可装卸，在不同的使用场景下使用不同的功能模块，实现装置功能自定义。
4.软件方面，装置将对单片机的行为程序进行二次开发，根据不同区域的实际分布对装置的实际行为进行编程设计。编程工具主要倾向于简易的图形编程等多样方式。
2 装置总体框架
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2.1 装置动力部分
装置主体动力部分主要使用四个大功率驱动电机单独带动4轮布局在底盘中，利用电机驱动模块进行动力传输，主要电源使用直流12V锂电池供电，测温动力臂采用二自由度云台舵机与热成像元件进行组装，形成可多角度测温模组，舵机的多方位控制带动热成像模组的多方位测温。
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2.2 视频传输模块
装置本体通过热成像摄像头采集返回图像，实时通过wifi视频数传模块点对点将图像传输到控制手柄中的移动终端的屏幕上，通过4G模块也同时上传到web网页上，实时观察装置巡检视频及测温状态。
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2.3 测温模组
测温模组方面，主要是利用热成像传感器和一个二度自由舵机组成多角度测温模组，通过图传模块，实时对热成像数据和图像传输到控制手柄中的移动终端，实现远程的测温。
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图 7 热成像元件
2.4 控制部分
控制方面，装置主体控制采用Arduino开发平台，AVR单片机作为主控芯片，作为通讯对装置的行程、测温角度、数据传输进行主要控制，wifi模块、视频数传模块作为装置的通讯及视频传输主要控制。通过红外避障传感器和地面的寻迹胶带进行对装置的行为轨迹进行控制，结合超声波传感器进行避障控制，确保装置在设备室内进行安全稳定移动。
控制手柄可在现场可通过蓝牙或者WiFi方式对装置进行远程控制，测温的参数调整、装置的行驶方向、现场视频的采集及测温方位的调整均通过控制手柄实现，并在手柄上的移动终端进行实时反馈。
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软件编程方面，控制平台采用图像化编程平台，可对装置的每个传感器及行为轨迹进行编程，通过简单的图像拖动实现装置功能的多样化，也可以通过keil代码进行复杂编程，升级装置等功能。
后台控制方式，装置可以采用IOS app、Android app、pc客户端、web网页控制方式，对装置进行远程控制。
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图10 图形化编程方式
3 应用前景
便携式测温智能巡检装置能在保证运行人员的人身安全下高效完成设备在运行状态下测温等数据采集工作，本装置将功能模块化及外形精益化设计，可以通过传感器（超声波、烟感探头及红外等）的扩展从而集合多样功能，在设备故障处理过程中可成为设备情况前线“收集员”，从而大大提高了电网事故处理效率。
现时广东地区变电站大部分均未配置热成像测温固定式测温装置或室内机器人，均利用人手进行开展进行测温作业，该装置的使用，优化现时测温作业方式，减低测温作业风险，对变电运行设备的日常维护起到精益化作用。
参考文献
[1]谭富民.无人值班变电站巡检机器人的研究及应用[D].长沙理工大学，2014
[2]彭林，王绍亚.巡检机器人在无人值守变电站的应用研究[J].电子世界，2017
[3]肖娟.变电站巡检机器人的路径规划研究[D].山东建筑大学，2015
[4]郭素梅 余健勇 马承志 林雄德.变电站红外热像仪测温数据远程读取及传输研究[J].《中国高新技术企业》,2017
作者简介：陶柏洪，33，男，汉，广东东莞，东莞供电局，工程师，技师，变电运行。
项目名称：便携远程测温助手
项目编码：031900KK52190218