變電站智能機器人紅外測溫應用研究
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【摘 要】隨著電力系統“三集五大”體系改革的深入，人員結構的集約化和電網的快速發展對于人工智能替代的需求越來越顯著，因此可用于替代變電站人工巡視的智能機器人巡檢系統得到了廣泛推廣。本文對智能巡檢機器人在變電站中工程的應用進行了研究，介紹了智能巡檢機器人的導航控制系統及其在某變電站中紅外測溫的應用。
【關鍵詞】變電站；智能巡檢機器人；導航控制系統；紅外測溫
紅外測溫是在線監測電氣設備的重要方法，其作為一種非接觸、無損檢測設備的綜合性科學技術，具有不停電、不接觸、不解體、大面積快速掃描以及被動式檢測等技術特點。所以使用紅外測溫對變電站設備進行檢測時，不僅完全不會影響變電站的正常運行，還能夠及時發現變電站設備溫度的異常，從而能夠及時避免變電站因設備故障出現非計劃停運的情況，體現了紅外測溫對變電站設備提前診斷的優越性。
1 案例工程
1.1案例背景
某500KV變電站占地總面積為110畝，采用計算機監控系統，從而實現且完善了“四遙”功能，屬于綜合自動化變電站。目前，變電站中有3臺750MVA主變壓器；9回采用3/2接線方式的500KV線路；12回采用雙母線接線方式的220KV線路。
1.2機器人巡檢系統構架設計
智能巡檢機器人配備有磁導航系統、可見光攝像機、聲音采集器、距離傳感器以及紅外熱像儀等設備，不僅能夠觀測和監控設備的儀表讀數，還能夠檢測設備的溫度變化，從而在實現準確的設備定位以及自主導航同時，還可以提取和傳輸圖像，識別變電站設備的溫度狀態等。
系統整體由終端設備、基站系統以及通信系統三部分組成。其中，終端設備除了智能巡檢機器人外還包括固定監測設備以及充電室；基站系統中含有硬盤錄像機、機器人后臺、智能控制分析軟件、硬件防火墻等；通信系統的主要作用在于建立并且保持終端設備和基站系統的通信，其包含無線網橋、網絡交換機等設備。因此，遠程監測和控制多個智能機器人在變電站中進行巡檢是可以通過集控站系統來實現的。
1.3機器人巡檢系統工程設計
根據智能機器人巡檢系統構架以及該500KV變電站的現場實際情況，具體巡檢系統工程設計主要包含磁軌道鋪設、輔助道路澆筑、充電室安裝、輔助設備安裝、RFID點埋設以及上位機安裝等六個方面。
2 相關技術支撐
2.1紅外測溫技術
紅外線是自然界中與可見光相鄰的不可見光，其波長范圍是0.78～1000μm，在具有可見光的一般性能的同時還具有反映物體表面的溫度場及能量場的特性。其原理為物體分子熱運動與其所產生的向外界輻射的熱紅外能量成正比，而分子熱運動又與物體溫度成正比，所以，物體溫度越高，其所輻射的能量也越大，反之，物體溫度低輻射的能量就越小。紅外測溫技術正是基于這個原理，通過測量并且使用電信號處理系統處理目標輻射的紅外能量，從而得出目標的紅外成像圖，并且通過紅外成像圖分析物體溫度的分布情況，從而發現設備存在的缺陷。
2.2導航控制系統
由于機器人巡檢路線在變電站內的路徑大都為直線，且中長距離的轉彎也可以分成多段直線路徑，故機器人巡檢運行路徑可簡化為直線路徑處理。在機器人實際導航時，高精度定位數據可由激光定位傳感器輸出，通過控制航向偏差AO和位置偏差AS以及機器人左右兩輪的速度，即可確保機器人不會脫離既定的巡檢路線。在機器人巡航時，激光定位傳感器會對比匹配其所在路標坐標值與預先設定的路標坐標值，從而計算機器人位置及航向信息。
3 試驗分析
變電站智能巡檢機器人對變電站設備進行紅外測溫時，完全不會影響變電站的正常運行，因其紅外測溫具有不停電、不接觸、不解體、大面積快速掃描以及被動式檢測等技術特點。以某220KV變電站為例，分析變電站智能巡檢機器人系統的紅外測溫效果。
其中，圖1和圖2是由連接不良造成的穿墻套管以及導線和母管的連接處局部過熱，屬于變電設備故障中的外部故障；圖6和 圖7分別是由變壓器漏磁和套管介質重度偏損造成 的設備內部過熱，屬于變電設備故障中的內部故障。針對以上變電站的設備缺陷，可利用停電機會進行檢修，采取更換套管，重新裝接導線等措施檢修消除缺陷。
從紅外圖片以及機器人檢測分析結果可知，利用變電站智能巡檢機器人系統對變電站的設備進行紅外測溫的工程應用是行之有效的。
4 結語
本文簡要分析了機器人在變電站中的導航控制原理，最后通過在該變電站進行實際應用測驗，測溫效果良好。以此為智能巡檢機器人在變電站中使用紅外測溫技術的發展提供了參考。
參考文獻：
[1]楊艷萍.紅外測溫技術在變電站中的應用[J].科技與企業，2015（11）：191，193
[2]石鎮山.國內紅外體溫檢測儀現狀分析[J].儀器儀表標準化與計量，2003（03）：10-12.
[3]邱巍巍.紅外測溫技術應用于變電站圖像監控系統的研究[D].保定：華北電力大學（河北），2006.
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