新型智慧配电站房机器人巡检系统

背景

传统配电房、开闭所运检模式以人工巡检为主，现场设备智能化水平低，缺乏有效远程监控手段，站房内环境、安防、消防、视频各类辅助子系统相对独立，存在“信息孤岛”，为解决这些问题，在开闭所构建了新型智慧配电站房，巡检效率比传统提升41%。

1 开闭所及4幢配电房现状

10kV 开闭所投运于2020年，规模为二进十二出，其中，进线柜2面，馈线柜12面，母线设备柜2面，站用变柜2面，分段隔离柜1面，分段断路器柜1面。出线为1幢公配、2-3幢公配和4 幢公配供电。其中，10kV 幢配电房投运于2020年，10kV 户内高压开关柜9面，包括进线柜2面、母线设备柜2面、出线柜4 面、分段柜1 面；0.4kV 部分800kVA 变压器2 台，0.4kV 进线柜2 面，补偿柜2 面，馈线柜4 面，分段柜1面，0.4kV出线主要为4幢53层居民供电。

2  机器人控制系统总体设计

轨道式机器人是巡检系统的核心部分，通过配备可见光摄像机、热成像仪、温湿度传感器、局放检测仪等设备，对配电室的电气设备、异常发热、放电检测等设备状态进行监控，并可接受来自监控后台下发的巡检任务执行定时定点巡检，上报告警提示，提高巡检效率，节省成本。

配电室轨道巡检机器人外观就像一个移动摄像机，被一根自动移动导轨固定在配电房内的设备列上，对变配电站所室内设备与环境的全方位感知、全自主智能巡检, 实现电力运检的整体智能化、管理云端化，达到无人值班、少人值守的目的。该方案无需大量布线、无需改造被测设备。

3 物联网智能主机

HT500物联网智能主机，是一款集模拟量采集、485通讯、开关量报警输入输出于一体的多功能网络辅助控制主机。支持对温湿度、水浸、臭氧、SF6&O2、噪音、烟感、视频、门禁、电气测温、局放、蓄电池等的实时监测，以及灯光、风机、空调、除湿机等的联动控制。高抗击抗震、高电磁兼容、防浪涌，接线方便且牢靠，支持IEC61850、光芒104等规约，适用于国网、南网等变配电站房项目。

4 实际应用分析

4.1 巡检机器人在开闭所的应用

室内巡检机器人主要是对开闭所电力设备的周边环境进行巡检，利用可见光相机、红外相机传感器等设备，实现对环境和设备状态的检测，从而实现对信息的全面监控。

4.1.1 室内智能巡检管理系统架构

感知层：通过机器人配合分布式环境检测设备，完成对开闭所现场设备运行及环境状态的采集。网络层：对来自现场检测设备状态参数及工作参数进行网络传输，将相关数据传输至上层信息管理层。应用层：对感知层上传的数据进行数据分析、存储和展示（图形化显示）。

该系统主要为了展示系统总体的信息，主要包括站所分布信息、站所信息和机器人信息。其以列表形式展现接入系统内所有站所的基本信息，根据获取的各站所运行状况，从设备、环境等维度对巡检数据进行综合统计与分析，指出需重点关注的站所，实现对运维管理的辅助指导。与此同时，主要对站所设备运行及环境状况信息进行查看和控制，实现智能巡检，对各站所历史巡检记录进行查询，以实现对系统的智能控制。

4.1.2 室内智能巡检机器人

智能巡检机器人主要包含6个功能：图像识别、局放检测、红外测温、环境监控、设备联动及安防报警。该巡检机器人主要是利用轨道，实现24h自主运行。

综上所述，这种智能巡检机器人在开闭所的应用主要具备以下功能。

1)，具有带电在线的检测功能。其主要是利用对视频图像的识别、检测及联动控制系统等，对开闭所运行设备进行在线检测。借助可见光相机，可对现场设备进行精确的拍摄，对现场仪表、开关的状态位置和指示灯的情况进行有效记录，自动识别结果是否出现异常等情况，提高巡检的效率。对于局放监测机器人来说，主要是搭载局放传感器，利用超声波等对局放的带电情况进行检测，同时实现对当前数据的实时回传等，一旦检测出现场情况异常，立即对相关管理者进行有效提示，便于现场的维护，结合局放图谱库对现场进行实时检测。借助于该机器人，亦可实现对高压开关柜局放有效的监督和检测。

借助红外摄像仪，可实现对现场热现象进行检测和诊断，一旦设备检测温度异常时，可以及时报警，利用周期性的检测，实现信息的快速响应，将数据进行保存，为后期进行故障检测做好预测分析，利用单点检测数据以实现对现场信息的分析，并做好归档处理。

2)，利用联动设备，实现对环境的检测，将该检测设备与机器人进行衔接，对现场数据进行统一化采集和梳理，尽可能满足智能化管理的要求。

3)，一旦现场异物侵入，可将门禁系统与巡检机器人对接，实现安防联动。

4)，采用多样化运行模式，实现对现场的有效巡检，一般来说分为全站、手动、定点及定制巡检。利用全站巡检模式，实现对现场的常规巡检，避免人工后台反复操作；利用手动巡检，当系统出现故障时，可以远程控制机器人；利用定点巡检，实现对单个或者多个电力柜定期定点的巡检；利用定制巡检模式，实现对某类电源的检测。

5)，利用温湿度检测、SF6监测告警器及门禁系统，对现场信息进行监控，即时将数据上传至远程监控中心，一旦现场出现异常情况，可以及时做好报警处理，保证现场温湿度在正常范围内，确保环境的适宜、安全。

审核编辑 黄宇