郭建军
陕西涌鑫矿业有限责任公司陕西榆林719000
摘要：变电站室内自动巡检系统可以实现对降压站室内设备的实时监控，避免人工巡视的缺点，提高监测的范围，代替人工完成巡检工作，提高了巡检的效率和智能化水平。
关键词：变电站；自动巡检系统；机器人
0引言
目前国内现有的煤矿变电站中，大都通过人工的方式定期对煤矿变电站设备进行巡视检查或用红外测温手段对设备状态进行监视。巡视结果受工作人员的经验及技能水平影响较大，有可能存在检测不及时、漏检或者误判的情况。同时巡视结束后，人工无法对所得的大量数据进行科学智能的分析，对设备大量的历史数据无法进行综合全方位的比对，不能及时发现隐患而发生事故，对企业造成重大的经济损失。为此进行了自动巡检系统的研发。
1系统组成及主要功能
1.1系统组成
智能巡检机器人系统由后台管理系统、轨道系统、供电系统、通信系统、巡检机器人及其他相关设备组成（图5-10-2）。机器人采用分布式WiFi通讯与后台服务器进行信息交互，并可结合实际工作需要增加其它系统配置。
后台管理系统：由后台服务器、显示器、交换机等硬件及后台软件构成，是整个巡检系统的数据接收、处理和展示中心。轨道系统：包含轨道吊架组件、轨道本体等部分，巡检机器人挂载在轨道上行走。
供电系统：采用拖缆式供电，安装随机滑动电缆，为机器人本体提供连续不间断供电。
通信系统：分为无线通信网络和有线通信网络两部分，机器人在硐室巡检现场与通信基站通过无线网络进行数据交互，通信基站与后台管理系统之间由有线网路连接。
巡检机器人：轨道巡检机器人是本系统的核心，可通过自身搭载的高清相机、红外热成像仪、多功能环境监测仪等设备进行巡检数据的采集。
1.2系统功能
①智能巡检功能：巡检机器人支持全自动和遥控巡检模式。
全自动模式：包括常规和特殊巡检两种方式。常规下系统根据预先设定的巡检任务内容、时间、路径等参数信息，自动启动并完成巡视任务。
遥控巡检模式：除机器人自动巡检外，还可以通过人工遥控巡检的方式对机器人进行实时遥控。
②视频监控功能：巡检机器人通过自身携带的高清可见光摄像机，能够完成现场环境、设备的视频图像采集。此外，机器人配有补光灯，在现场出现环境光线不足的情况时，补光灯自动开启，增加低照度环境巡检的适应性，确保视频数据采集的准确性。
③红外测温功能：智能巡检机器人系统要基于红外测温技术，通过对监测点红外图像数据的采集，准确分析各类监测点温度是否异常，实时监控包括开关、水泵等设备表面温度，线缆表面温度等。
④环境监测功能：巡检机器人自身要求携带的环境监测模块，能够监测巡检现场中的气体浓度（O2、CO、CH4）、温度、湿度、烟雾粉尘等环境信息。巡检机器人实时采集的环境信息实时传输到后台管理系统中，为操控人员提供现场环境信息。当巡检机器人监测到有环境信息异常时，后台管理系统将进行报警，提醒运维人员及时处理（图1）。
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⑤双向语音对讲功能：智能巡检机器人系统具备双向语音系统，安装有应急广播扬声器和监听麦克。用于监控中心和巡视人员进行双向对讲，通过机器人的双向语音对讲与机器人实时现场图像采集相结合，能够实现监控中心对现场的远程监控指挥。
⑥设备状态检测功能。
⑦仪表读数功能：巡检机器人可对配电室仪表进行数据读取，并记录分析。
⑧数据远传通信功能。
⑨机器人自检功能。
⑩系统集中管理功能。
2关键技术
2.1图像识别技术研究
对检测装置采集到的表计图像，需要应用到图像识别技术，对表计的读数（指针式或者数字式）进行自动采集识别，并判断是否存在异常运行情况，自动记录和判断，发出报警。图像识别视觉算法使用SuroSearchMax技术对图像中的目标区域进行配准与提取，而后通过模式识别技术对仪表进行识别与读数判别。
2.2数据分析技术研究
（1）以智能检测硬件装置为基础，用于采集设备的各项运行数据和环境数据。
（2）以数据处理和分析为手段，提供变电站设备数据运行中实时数据的存储与计算、实时数据与处理数据交换、数据可视化等。
（3）以建立设备运行数据平台为目标，提供实时数据和历史归档功能，可快速查询到系统中所有信息点的当前状态，依据过程数据特点对历史数据进行压缩，并储存在归档中，供应用快速调用。通过以上三种方式实现对变电站全面的数据分析和管理。
3 35kV变电站室内自动巡检系统实现的主要功能
3.1图像识别
图像识别软件可根据表计类型分别采用三种方式读取数据，并做相应处理。(1)指针类表计，读取指针对应数值，与正常数值范围比较，判别是否告警，并形成报表；(2)位置指示类表计，根据百分比设置上下限，若超限则告警；(3)数字类表计，直接读取表计数值，并形成报表。
3.2温度测量
在主控室的T作人员可设定巡检机器人的高温报警极限值，当巡检机器人在T作的过程中检测到某个点的温度超过限值后，立即报警，以防止发生事故，造成生命危险。并将这些信息存储到数据库中，为之后的事故处理提供依据。
3.3视频监控
在巡检过程中，巡检机器人通过自身携带的可见光摄像头，可对设备状态和周围环境进行视频图像的采集，并根据工作人员的需要将图像信息经无线网络传回主控室，同时自动记录拍摄地点和设备名称，在主控室的工作人员便可根据图像判断出高压室内的各种电力设备是否安全，及时读取记录相关仪表的参数。
3.4双向语音对讲
当高压室内设备发生复杂或者非常规问题时，现场工作人员不能解决时，通过轨道式巡检机器人的视频设备和语音设备可实现现场工作人员与远端专家的及时交互，南专家来指导和监督现场工作人员，实现正确规范的操作，有助于问题的现场解决。交互式对讲指挥功能采用双向对讲广播，支持双向对讲和录音回放，完全满足主控室和现场的音视频实时交流。
3.5环境温湿度检测
高压室内设备对于工作环境温度有较高的要求，温、湿度等都会对设备能否正常工作及使用寿命产生巨大的影响。轨道式巡检机器人自身携带环境温湿度检测模块，可以随时对高压室内的空气环境与温湿度进行分析并得出结果，也可人工设置报警的限值，包括低温、高温报警限值，湿度报警限值，超过限值后立即报警。
4结束语
自动巡检系统在煤矿35kV变电站高压室的推广使用，可有效提高工作效率、降低工作成本、加强作业安全性，并具有可观的经济效益和社会效益。
（1）自动巡检系统可替代人工完成煤矿变电站高压室的巡视工作，从而减轻了巡检人员的工作强度，降低企业的人力资源成本投入。
（2）自动巡检系统可减少因人员疏忽、漏检等带来的设备损失，降低了由于生产运行人员的整体素质的差异导致的安全生产运行风险。在发生故障时，能快速预警，为事故处理提供初步参考信息，有效保障设备安全可靠运行，提高安全生产工作效率和质量。
参考文献
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