方案 变电站/配电房巡检机器人（吊装轨道式）系统

1、项目背景

1.1传统的人工巡检难以适应发展要求

目前电力公司对于所管辖的配电房、开关室，例行巡检每月1次，红外测温巡测每月1次，全部依赖于人工巡视作业。在高负荷期间和有特殊保供电要求时，须增加巡检频次。

随着近年来电网飞速发展，生产人员不足和巡检工作量增加之间的矛盾日益突出，而运维一体化等工作在扩展业务范围的同时也给变电运维工作提出了更高的要求，在这样的形势下，传统的“人工巡检、手动记录”的巡检作业方式难以适应电力系统精益化、集约化的发展要求。

1.2电力巡检机器人的研究意义重大

电力安全巡检工作对保障电力安全生产至关重要。除人工巡检以外，目前变电站/配电房内通常采用数量有限的固定传感器及固定监控摄像头进行监测，很难全面的、准确的、实时的检测并获得设备的运行状态。变电站/配电房需检测变压器与高低压开关的运行状态及仪表面板读数，检测信息多。

通过智能轨道巡检机器人的应用，对减少工作量、提高操作维护效率和设备异常应急处理速度有明显的效果，主要体现在以下二个方面：

一是大大降低操作维护人员工作台的强度。

二是缩短应急响应时间。使用机器人检测系统后，可为操作维护人员提供远程视频，缩短处理时间。

智能轨道巡检机器人可在设备运转期间对设备进行多方位、多功能监测并做出及时预警，对保障电力设备正常运转，提高设备巡检效率与质量、减少巡检人员数量具有重要意义。

2、电力轨道式智能巡检机器人系统设计

2.1项目目标

本项目实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、装置信号灯指示以及数显仪表的自动识别读数。并且采用无缝滑环型导轨取电，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。

智能轨道巡检机器人可沿轨道精确定位检测点，通过搭载的传感器采集设备参数、环境信息，实现视频监控、仪表的智能读表以及信息传输等功能，代替人工巡检方式，提高巡检效率和安全性，达到“自动化减人”的目的。

2.2总体思路与技术路线

电科恒钛智能轨道型电力巡检机器人系统，是专门针对变电站、配电房、开闭所等电力环境设计研发的智能一体化巡检方案。系统以轨道巡检机器人为核心，结合实时监控平台，数据采集服务器以及相关附件，可实现对电力环境与设备的不间断监控。

其中，轨道巡检机器人为采用轨道移动方式，搭载高清摄像机及红外热成像仪，实现实时监控与红外热成像诊断；集成有害气体、烟雾、光照度、温湿度等传感器以及定位装置和语音对讲系统，使用户实时掌控电力环境，并通过监控平台实现对巡检机器人的控制，数据接入、存储、统计。

智能轨道型电力巡检机器人系统主要包括：

（1）轨道式智能巡检机器人，包括巡检机器人本体、高清可见光视频监控模块、红外热成像模块、温湿度环境监控模块、远程对讲模块等。

（2）轨道系统，包括轨道本体、轨道连接件、吊装组件、固定组件和限位器等。

（3）监控平台，包括本地监控平台1套、远程监控平台1套。

（4）通讯及电源系统，包括通讯光纤收发器、电源、配电箱、动力线缆及组件等。

3、总体技术要求

吊装式轨道巡检机器人，是一款可定制室内巡检机器人，能够在数据中心/机房、配电房等室内环境内使用，通过搭载的图像、红外、声音、气体等多种传感检测设备，实现对电力电气设备的智能化巡检、监测和预警等功能，有效提高运营效率,降低运营维护成本。同时，结合在人工智能、大数据等领域的优势，巡检机器人还提供更多定制化服务。

序号	功能	简述
1	移动高清视频监控	实现配电房、开关室内实时移动可见光/高清视频监控
2	表计识别	实现电力表记的自动识别与数据统计；状态灯、开关柄位置、箱门开闭状态的识别。
3	有毒、可燃气体检测	可以实时监测甲烷、一氧化碳、硫化氢、氧气等气体浓度和烟雾，当浓度不在安全范围内时在本地和远程中心管理平台进行声光报警。
4	照明状态识别	室内渗水识别发现；室内照明设备工作状态识别；
5	红外热成像监测	采用红外热成像监测通过整个室内进行扫描式测温，全面掌握设备温度情况。自动巡检过程中，自动发现温度超限节点和区域，依照行业规范对巡检设备进行温度检测，对缺陷或故障进行自动分析判断，并预警。
6	关键点精确测温	实现对母线接头等关键点定点测温
7	缺陷定点跟踪测温	实现对点或对区域热缺陷进行定时定点巡检，采集数据
8	环境检测	实现对室内的温度、湿度、漏水、环境噪音、设备工作噪音等环境信息的监测
9	语音对讲	定期检修或施工的伴护功能

4、技术参数

4.1环形轨道机器人 技术参数

性 能	参数	性 能	参数
最大载重	28kg	升降范围	标配2m(1~2m可选）
工作温度	－10°C～＋55°C / ≤90％	输入/输出电压/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡检轨迹	巡轨道曲线运行	行走速度	水平：10～15m/min 垂直：0.9～3.6m/min
云台最大载重	20kg	转弯半径	<=0.5M
供电方式	拖链保护式供电	定位方式	步进电机编码器定位
通信方式	PLC电力线载波通讯	通信带宽	RJ45网线接口、10m/100m
升降云台结构	无缝滑轨式供电	预置位数量	0-255
主机外形尺寸/重量	长70CM×宽35CM×高20CM/23KG	升降云台外形尺寸/重量	长50CM×宽40CM×25CM 6～9KG

4.2直线轨道机器人 技术参数

性 能	参数	性 能	参数
最大载重	28kg	升降范围	标配2m(1~2m可选）
工作温度	－10°C～＋55°C / ≤90％	输入/输出电压/功率	AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡检轨迹	巡轨道直线运行	水平移动速度	10～15m/min
云台最大载重	20kg	垂直升降速度	0.9～3.6m/min
供电方式	拖链保护式供电	定位方式	步进电机编码器定位
通信方式	PLC电力线载波通讯	通信带宽	RJ45网线接口、10m/100m
升降云台结构	交叉套叠式	预置位数量	0-255
主机外形尺寸/重量	长70CM×宽40CM×高45CM/23KG	升降云台外形尺寸/重量	长26CM×宽26CM×30CM 6～9KG

5、轨道机器人功能特点

5.1.转弯&爬坡能力强

智能巡检机器人可沿轨道畅行，最小拐弯半径可低至500mm，最大爬坡能力可达30°。机器人在经过弯道、坡道等特定位置，在靠近这些路段前10米处，机器人读取RFID信息，机器人自动减速慢行，以保证机器人安全通过特殊路段，通过特殊路段后，又读取到新的RFID信息后，机器人确定通过特殊路段，开始自动提速正常巡检速度（10m/min）运行。

5.2.灵活的检测机构

主检测单元由高清网络摄像机、红外热像仪和高精度云台等模块组成。采用全铝机身设计，耐候性极强，采用全新的传动系统，云台定位精度高，0~360°连续旋转，具备较大的保持力矩，不会因为摄像机的震动而使云台发生偏移。

5.3.数据分析与报表报告功能

中心报表系统能够自动存储、统计和智能分析处理海量数据，如巡检点数据查询与统计，报警信息查询与缺陷异常分析，环境记录数据和红外测温数据分析。所有报告及报表支持查询、导出和打印。导出数据支持EXECL格式和文字格式，导出信息齐全，记录准确且完整，方便存储、汇报、决策和作归档处理等。

6、机器人运行模式

6.1.自主巡检——运行人员根据巡检时间、周期、路线、目标、类型（红外、可见光、局放等）灵活进行任务定制，机器人按照定制任务进行自主巡检。

6.2.定点巡检——运行人员选择部分设备进行巡检，系统自动生成最佳巡检路线并执行定点任务。

6.3.遥控巡检——运行人员通过后台手动控制界面，控制机器人执行巡检任务。

7、结论

智能巡检机器人是促进电网智能化的创新手段。变电站检测中遇到的紧急、困难、危险、重复性工作，由变电站智能检测机器人代替人工完成。巡检机器人可携带红外热像仪、可见光CCD等相关变电所设备检测装置，在各种气候条件下巡检，按照固定的路线，自动识别电力设备内部的热缺陷、外部的机械或电气问题（如异物、损伤、发热等）。为操作员提供诊断电源。设备运行中的隐患和故障前兆数据。通过人机界面，生成设备的历史温度曲线，提高设备运行状态的可预测性，为基于状态的维修或状态评估提供有效的数据支持，从而减少事故的发生；不断探索声监控的实际应用。存储诊断系统；不断深化和推广基于应用机器人的运行维护管理模式，有效提升核心管理水平。