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工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人的應(yīng)用特點(diǎn)及發(fā)展前景

工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人的應(yīng)用特點(diǎn)及發(fā)展前景

變電站設(shè)備的巡檢工作在保證變電站正常生產(chǎn)、安全運(yùn)行方面占有極其重要的地位。傳統(tǒng)的巡檢任務(wù)需要運(yùn)行巡檢人員每天都到各個(gè)變電站去做定期巡檢，采集大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，做大量的運(yùn)行日常巡檢工作。這樣一來(lái)，就給變電站的日常維護(hù)、巡檢帶來(lái)了一定的困難，特別是日常的運(yùn)行維護(hù)工作，日復(fù)一日，并且基本上都是重復(fù)性工作，容易導(dǎo)致一部分巡檢人員產(chǎn)生厭煩心理，巡檢工作不到位，人還沒(méi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)巡檢，巡檢報(bào)表就已經(jīng)捏造填寫完畢了。隨著自動(dòng)化水平的提高和變電站無(wú)人化值守的開(kāi)展，也需要人定期到現(xiàn)場(chǎng)檢查部分設(shè)備。為了解決這種矛盾，兼顧變電站傳統(tǒng)的運(yùn)行方式和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用，工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。

     系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)

工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人是集機(jī)電一體化技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、視頻采集、紅外探測(cè)、穩(wěn)定的無(wú)線傳輸技術(shù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。采用完全自主或遙控方式，沿指定線路自主行走。攜帶的攝像機(jī)作為檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)輸電設(shè)備的損傷情況，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)和圖像信息經(jīng)過(guò)無(wú)線傳輸發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)可以接收、顯示和存儲(chǔ)機(jī)器人發(fā)回的數(shù)據(jù)和圖像資料，并對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)具有遠(yuǎn)程控制和檢測(cè)的能力。

運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，根據(jù)系統(tǒng)路徑規(guī)劃和遙控指令實(shí)現(xiàn)車體的運(yùn)動(dòng)控制，包括速度、位置控制。

紅外采集系統(tǒng)：紅外熱像儀是目前利用紅外輻射測(cè)溫領(lǐng)域中最先進(jìn)的一種測(cè)溫設(shè)備，其結(jié)構(gòu)一般是由三部分組成：紅外探測(cè)頭、圖像處理器、監(jiān)視器。紅外成像技術(shù)利用現(xiàn)代高科技手段，在設(shè)備不停電的情況下，即在高電壓，大負(fù)荷的條件下，檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備表面溫度的分布及其測(cè)試，分析和判斷，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備異常及其缺陷。

視頻采集系統(tǒng)：通過(guò)工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人攜帶的攝像頭進(jìn)行視頻圖像的采集，采集模塊將視頻數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)傳回后臺(tái)，后臺(tái)的視頻處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，檢測(cè)結(jié)果通過(guò)無(wú)線網(wǎng)發(fā)回云臺(tái)命令，對(duì)監(jiān)控機(jī)器人上的攝像頭進(jìn)行控制。

系統(tǒng)特點(diǎn)：防水、防強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，適用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境、設(shè)備監(jiān)測(cè);可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的遠(yuǎn)程監(jiān)控;采用紅外熱像監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、非接觸的設(shè)備診斷;大容量充電電池，可連續(xù)工作約8小時(shí);22倍光學(xué)變焦，自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)焦;實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和診斷電氣設(shè)備的狀況和缺陷。

     巡檢方式對(duì)比

1.傳統(tǒng)人工巡視

變電站運(yùn)行工人在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行設(shè)備巡視，對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行感觀的簡(jiǎn)單定性判斷，主要通過(guò)看、觸、聽(tīng)、嗅等去實(shí)現(xiàn)巡檢工作。通過(guò)看可以檢查設(shè)備有無(wú)滲漏情況，檢查設(shè)備參數(shù)是否正常，夜間閉燈檢查設(shè)備的發(fā)光和電暈現(xiàn)象，檢查設(shè)備的絕緣情況和有無(wú)放電痕跡，雨雪天檢查導(dǎo)體上的積雪溶化和雨水的蒸發(fā)情況，刮風(fēng)時(shí)應(yīng)檢查各尋線間的擺動(dòng)情況是否滿足絕緣距離的要求;通過(guò)觸摸運(yùn)行設(shè)備的外殼檢查其振動(dòng)情況和溫升變化情況，并與積累經(jīng)驗(yàn)對(duì)照，從而判斷其運(yùn)行狀況;運(yùn)行設(shè)備的故障前兆往往先通過(guò)放電的響聲或振動(dòng)的響聲表現(xiàn)出來(lái)，所以聽(tīng)往往是發(fā)現(xiàn)故障的關(guān)鍵;當(dāng)運(yùn)行設(shè)備的絕緣發(fā)生破壞時(shí)，常常伴隨有異味，所以嗅也是判斷運(yùn)行設(shè)備絕緣的關(guān)鍵。

設(shè)備存在缺陷或隱患，有的人能發(fā)現(xiàn)，有的人不能發(fā)現(xiàn)，這除了與巡視人員對(duì)設(shè)備的熟悉程度、工作經(jīng)驗(yàn)、態(tài)度、責(zé)任心等有很大關(guān)系外，還與巡視人員采用的巡視設(shè)備和記錄手段有關(guān)。從前，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的缺陷檢修或設(shè)備的常規(guī)檢查等定性狀態(tài)信息采用手工記錄。手工記錄常會(huì)出現(xiàn)記錄不完整，很容易丟失。特別是一些嚴(yán)重缺陷未能及時(shí)上報(bào)和處理，延誤處理從而發(fā)生嚴(yán)重事故，造成不必要的損失。而且事故發(fā)生后缺乏故障分類、系統(tǒng)分析、責(zé)任不清，這樣很難滿足對(duì)供電質(zhì)量日益提高的要求。

2.工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人的必要性和可行性

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)沿用的變電站設(shè)備人工巡檢作業(yè)方式，在高壓、超高壓以及惡劣氣象條件下，不僅對(duì)人身危害大，而且對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)一定隱患。工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人可代替人工完成變電站高壓變電設(shè)備的巡檢作業(yè)。工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人系統(tǒng)以自主或遙控的方式，在無(wú)人值守或少人值守的變電站對(duì)室外設(shè)備進(jìn)行巡檢，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的熱缺陷、異物懸掛等設(shè)備異?，F(xiàn)象。它可以通過(guò)攜帶的各種傳感器，完成變電站設(shè)備的圖像巡視、一次設(shè)備的紅外檢測(cè)等。操作人員只需通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、圖像等信息，即可完成變電站的設(shè)備巡視工作。利用工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人完成電站設(shè)備的巡檢，可以提高工作效率和質(zhì)量，真正起到減員增效的作用，能夠更快地推進(jìn)變電站無(wú)人值守的進(jìn)程。

在電力系統(tǒng)中，由于電能生產(chǎn)、輸送、分配和使用的連續(xù)性，對(duì)系統(tǒng)中各設(shè)備單元的安全可靠運(yùn)行都有很高的要求。因此，電力設(shè)備的巡視，特別是一些先進(jìn)技術(shù)、方式、方法在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用也越來(lái)越受到普遍的重視，取得的經(jīng)濟(jì)效益也越來(lái)越明顯。

雖然目前很多變電站實(shí)現(xiàn)了"五遙"功能，成為少人或無(wú)人值班變電站，但一定程度上都還存在因無(wú)人在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)監(jiān)視、巡視而帶來(lái)的一系列問(wèn)題，甚至留下隱患。

工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人的應(yīng)用范圍主要是無(wú)人值守或少人值守的變電站，可有效替代人工完成變電站設(shè)備的巡檢作業(yè)。應(yīng)用該機(jī)器人進(jìn)行巡檢作業(yè)，不僅可以減少因人員疏忽、漏檢等帶來(lái)的設(shè)備損失，提高電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，而且可以減少供電系統(tǒng)的人員投入，降低人員成本。工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人主要應(yīng)用在遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、地理?xiàng)l件復(fù)雜多樣的自然環(huán)境中。由于在這種環(huán)境中人工巡檢工作十分艱辛，并且很難保證工作質(zhì)量，只有采用先進(jìn)的巡檢方式和工具，才可以適當(dāng)?shù)臏p短巡檢周期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的缺陷，更有效地消除事故隱患，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　發(fā)展前景

電力對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著極其重要的作用，隨著電力工業(yè)向著大機(jī)組、大容量與高壓供電的方向迅速發(fā)展，保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和保障電力設(shè)備時(shí)刻處于穩(wěn)定良好的狀態(tài)，成了電力管理的突出問(wèn)題。而變電站是整個(gè)電網(wǎng)的核心，它起著調(diào)度電力供應(yīng)的重要作用。因此，保證變電站設(shè)備正常運(yùn)行至關(guān)重要。另外，隨著變電站自動(dòng)化水平的提高以及無(wú)人值守的普及，設(shè)備運(yùn)行的安全性受到更加嚴(yán)格的考驗(yàn)，變電站巡檢受到了更大的重視。傳統(tǒng)的巡視已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化變電站發(fā)展的要求，工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人應(yīng)用于變電站設(shè)備巡檢作業(yè)，可以減輕巡線作業(yè)強(qiáng)度，降低費(fèi)用，提高了巡檢作業(yè)技術(shù)水平，機(jī)器人代替人工巡視將是未來(lái)的主要發(fā)展方向。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有500kV變電站近100個(gè)，500kV變電站的運(yùn)行與控制全部實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化。全國(guó)約有220kV變電站1800多個(gè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的已超過(guò)260個(gè);約有110kV變電站5900個(gè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班的已超過(guò)3400個(gè);66kV/35kV變電站有5700多個(gè)，其中開(kāi)展無(wú)人值班工作的約為3300個(gè)。另有數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)110kV以下、35kV以上的終端變電站有18000余座，其中近一半實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。以上數(shù)據(jù)可以看出，工業(yè)監(jiān)控機(jī)器人的應(yīng)用對(duì)于增強(qiáng)電力生產(chǎn)自動(dòng)化綜合能力，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都具有重要意義。