国网山西省电力公司壶关县供电公司 山西壶关 047300
摘要：随着经济的不断发展，智能巡检机器人的使用越来越普遍，智能巡检机器人在变电站一次设备巡视、红外测温、表计识别、高清图像对比以及气象数据采集等传统功能应用非常广泛，给变电运维工作带来了极大的便利。本文介绍的新型智能巡检机器人在原基础平台上，进行了功能拓展和创新，通过数据建模和图像比对，实现了变电站一、二次设备巡视范围的全覆盖；安装的5轴机械臂，配以专业局部放电检测仪器，首创国内智能巡检机器人在开关柜暂态地电压局部放电检测功能；此外，携带干粉灭火器，在发生火灾时能第一时间进行应急处置。并结合案例介绍了新型机器人在带电检测方面的应用功能，并将机器人巡检结果与人工测量数据进行对比分析，从定性分析和定量计算两个方面验证了机器人巡检结果的有效性，为变电运维工作提供强大的支撑。
关键词：智能巡检机器人；变电运维工作；改进及应用
导言
着机器人制造技术的进步和电网本身建设的需求,变电站智能巡检机器人系统逐渐在国内得到广泛应用,如何应用机器人巡检系统将是一个新的挑战。变电站智能巡检机器人用于替代人工完成变电站巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作。如何充分利用好机器人巡检系统,建立良好的运维管理模式,从而解放人力,使得简单的人力作业向自动化作业转移,从而提升人力资源管理、设备管理水平,助力电网稳步运行,将是我们探索的重大管理课题。
1变电站施工及安全管控概况
1.1现场作业点多面广，存在较大安全风险。随着电力系统“大建设”的稳步推进和电网升级改造进程的加快部署，各变电站除了大量的改扩建工程外，还有很多集中停电检修作业，其作业不同于一般的新建工程和检修作业，其涉及范围大、内容多，管控难度较大。这些工作多存在以下特征：通常220kV区域几个施工点同时工作，地点较为分散；近电作业多，存在人身触电的风险；站内设备需要轮流停电配合施工，倒闸操作频繁，增加运维人员工作负荷；运行方式多变，期间一旦发生故障势必造成大面积停电；工期紧，造成各专业和工种施工人员相互交叉作业频繁；外包工程队伍水平不齐，管控难度较大。
1.2运维人员数量相对不足。随着国家电网公司变电站“无人值守”工作的推进，220kV变电站逐渐实行无人值守，运维人员数量比以往大大减少。例如，某省检修公司运维班共28名运维人员，管辖5座220kV变电站，且分布在不同地市，变电站相距较远。当各变电站均有连续性改扩建施工及大型检修、维护作业时，运维人员数量更加捉襟见肘。
1.3智能巡检机器人在各变电站得到广泛应用。截至2015年底，某省电力检修公司已在所辖14座变电站中投入智能巡检机器人，具有良好的应用基础。
如何在现有施工条件、硬件设施和运维人员的基础上，挖掘潜力，进一步提升变电站现场施工安全管控是目前智能巡检机器人在变电站应用的重要研究方向。
2机器人的改进
巡视机器人的应用逐步推进，但在前期的试点工程中，机器人的应用遇到许多困扰和难题，本站在汲取了其他地区应用的经验，对运行实际工作遇到的下述问题进行了解决和完善。
2.1定点跟踪，监督工作流程规范化
变电站改、扩建工程及检修作业在每日开工前，应由工作许可人对工作负责人履行许可手续，然后由工作负责人组织班组成员召开站班会，这2项准备活动是工作开始前最重要的环节。但有时工作负责人为了节省时间或者因连续性工作嫌麻烦，而敷衍了事甚至不召开站班会，容易造成现场设备状态不对应，工作人员对工作范围、内容和危险点不清楚等情况，增加了现场工作的风险。
当工作许可人在进行工作票许可手续和工作负责人召开站班会时，智能巡检机器人的自动录音及摄像功能将自动记录下工作许可和站班会的全过程，并上传至后台监控主机，保存待查。此举规范了现场特别是外委
2.2单位的工作流程，加强了作业前的安全风险管控
准确反馈工作进度，提高安全管控精确度运维人员通过智能巡检机器人对现场工作记录情况的查阅，及时了解工作进度，掌握工作节奏，合理安排后续工作。通过计划的刚性约束力，增强运维单位对施工进度的掌控能力，提高现场安全风险管控的针对性和有效性。
2.3当设备现场工作设备挡住了机器人行驶路线时，部分厂家的机器人不会识别，会撞上障碍，这样需要人工通过监控后台主机的急停按钮使机器人停止作业；部分巡检机器人巡视到障碍时会停止原地，直到电量消耗不足时返回充电。提出一种绕行方案，从理论上来说是可行的，但是考虑到机器人未按规定路线行驶存在不确定的风险。改进型机器人检测到行驶线上遇到障碍物时，则直接停止作业，返回充电房并向监控后台发出告警信息。提醒机器人巡视任务发布人员应结合现场工作，对相应的区域进行回避。
2.4户外通信网关与机器人之间采用无线通信，通信中断后，往往机器人现场拍摄的图片无法传送到后台，常规机器人会止步于此步任务而导致工作无法继续运行。改进型机器人自身具备一定存储功能，当通信故障时，机器人将数据存储于自身的存储空间，待通信恢复后自动上传。
3机器人巡检系统的应用措施
应用智能机器人巡检系统以提升变电站运维管理实效,通过引进巡检机器人系统的高新技术并建设详实有效的规范、制度,从而实现变电站设备运维效率的提升,实现无人值班管理模式的运维实效。其主要应用措施为:应用机器人巡检系统,以提升运维管理为目标,明确运维管理思路;建立项目管理的工作组织体系;在应用巡检机器人系统的基础上,构建更为合理的变电站运维工作机制结构;完善运维管理体系的人员水平和机器人自动化水平。
3.1应用机器人巡检系统的管理思路
应用变电站机器人巡检系统,应采用“全面覆盖、准确可靠、约时高效”的管理理念,实现提升运维设备管理和人员管理的应用目标。巡检机器人项目通过设置充沛适当的巡检预置位、巡检路径,确保表计读取全面覆盖、测温点全面覆盖;确保获取设备准确可靠、模式识别数据准确可靠、远程发布接收命令准确可靠;充分利用巡检机器人系统的功能作用,使简单的人力工作向自动化转移,使人力资源调配更灵活高效。
3.2应用机器人替代人工运维工作
3.2.1设备巡视应用
机器人替代人工进行一次设备全面巡视、特殊巡视、风险管控巡视。机器人特殊巡视分重载设备特巡、缺陷跟踪、迎峰度夏红外普测、防汛抗台模块。智能巡检机器人自主根据预先设定的巡检时间、巡视路径对站内所有设备、所有监测点进行巡视,或者根据人工选择时间、监测点进行有针对性的巡视。
结语
智能巡检机器人在变电站现场施工安全风险管控中的应用取得良好效果，优化了人力资源配置，增强了现场施工人员安全意识和安全执行力，减轻了现场安全管控压力，达到了减人增效的目的。一方面降低了运维人员工作负荷，改扩建现场相关工作所需的运维人员由4名减少到1名；另一方面提升了运维人员对变电站施工现场安全管控能力，实现了1名运维人员同时对多个工作地点、甚至多个变电站多个工作地点的安全管控新模式。智能巡检机器人有效缓解了变电站作业点多面广和运维人员数量相对不足的矛盾，提高了变电站施工作业现场安全管控水平。
参考文献
[1]钱金菊，王柯，王锐，等.变电站智能机器人巡检任务规化[J].广东电力，2019，30（2）:143-149