1.巡检机器人设计背景

随着国家电网布局的发展，巡检机器人拥有了更广阔的发展空间。2015年国家发改委、能源局发布《关于促进智能电网发展的指导意见》，短短几年时间，智能电网在我国发展神速。其中，智能巡检成为智能电网建设的关键一环。

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。

传统的配电房、开关室巡检方法，主要依靠人工及少量环境监控器实现。但是由于配电房、开关室数量多，范围广，封闭性强，通讯不便，一旦出现突发事故，将对巡检人员的人身安全造成极大威胁。

此外，常用的固定式监控系统存在着一定范围的视觉盲点， 人工巡检配合少量环境监控器监控的方式容易因监测不到位而造成部分设备缺陷或异常发展，甚至引发设备障碍和故障，影响电网安全供电。

巡检机器人相较于人工巡检，可以打造全方位无盲点监视，全天候无间歇精准巡检，如遇突发事件会及时报警与处理。同时还能解决人工巡检时存在的许多问题，如人手单一不足、数据不准确，遭遇恶劣天气无法作业等问题。巡检机器人的应用有效地提高了电网公司的工作效率，提升产能价值。

例如：配电室面积约400平方米，按照传统编制需要配备两名值守人员，每人四小时巡检一次才能完成日常巡检工作；装备了这个机器人后，每天仅需一小时就能完成全部巡检工作。AI智能巡检机器人在完成大量重复性工作方面具有明显优势，机器人收集的巡检数据不受主观因素影响，更具统计和分析价值，还可实现不间断运行，巡检时效性更高。

AI轨道巡检机器人

2.巡检机器人系统方案对比

关于巡检机器人的巡检应用方案目前主要有三种：第一种是地面式巡检机器人，用于地面巡检。可沿地面自主移动，目前应用较为广泛，这种机器人运动灵活性较高，但运动路线的不确定因素较多，巡检轨迹规划对算法的依赖程度较大，对传感器依赖程度高。第二种是飞行式巡检，主要由无人机承担巡检，巡检范围广，灵活性最高。但局限于空间广阔的地方执行任务，受天气等环境因素影响较大。第三种则是悬挂轨道式巡检机器人，沿固定导轨进行移动。该机器人运动路线由悬挂式轨道固定，由机械结构保证，运动安全性高，而且不占用地面空间，灵活性不如地面式巡检机器人，但在未来，这种悬挂轨道式巡检机器人将成为智能电网必不可少的关键环节，起到智慧电网的“智能管家”作用。

电力轨道巡检机器人可搭载各种传感设备，如局放监测、温湿度传感器、红外热成像、气体检测、监控球机等多种前端设备。预先设置多个监测点，从多个角度对全站设备进行整体性扫描式温度局放采集。系统能够对变器、互感器等设备本体以及各开关触头、母线连接头等的温度进行检测。并采用系统分析，温差对比、历史趋势分析等手段，对设备各项数据进行智能分析和诊断，实现对设备热缺陷的判别和自动报警。

电力智能轨道巡检机器人具有高清视频、红外热图像和环境数据采集等功能，工作人员通过对信息进行综合分析得出稳定可靠的巡视结论，判断出设备是否安全。当发现配电房、开关室内的设备有异常情况，工作人员可在第一时间查清问题原因，并采取相应措施。

3.轨道式智能巡检机器人系统组成

电科恒钛电力轨道巡检机器人主要由控制中心、水平运动机构、轨道总成、升降运动机构以及视、音频设备等五大部分组成，所搭载的各类摄像机、红外热成像设备在采集了相应的数据后，通过系统的数据传输通道（有线、无线、载波等方式），将网络数字信号或模拟信号传输给监控中心的控制平台； 支持TCP/IP网络或RS485串行通信模式直接控制，实现监控平台的在线控制功能。

轨道机器人组成

4.轨道式电力智能巡检机器人巡检功能

4.1柜内局部放电监测功能

系统使用机械臂式局放检测仪检测所有开关柜、配电柜内部放电现象，结合机器人的行程，可实现开关柜、配电柜全方位的局部放电监测。

4.2智慧巡检

系统保证每天一次的全面巡检任务，同时会自动根据巡检结果调整其他巡检任务，自动调整设备的巡检频率。例如：某块表计读数数值变化较大，系统自动增加该表计的监测次数，而对于长期不变的表计自动减少监测次数。对于工作状态异常设备，系统自动增加巡检频率，有效的提高的系统的巡检效率。

4.3室内工作环境自动监测

智能机器人自身携带的环境监测模块、高灵敏度拾音器，具备监测配电房、开关室中O3、CO、CO2、SF6、温度、湿度、烟雾、环境噪音、设备工作噪音等环境信息。

4.4异常预警及联动告警处置

根据配电房、开关室的运行情况，按不同等级可发生报警：机器人本地声光预警、监控中心声光预警。

当出现环境气体达到报警参数、积水异常，巡检点设备发生异常，通讯系统故障等异常情况时，系统都应进行报警。当工作人员确认报警信息后，系统可以解除相关报警。

4.5高清视频巡检

（1）移动高清视频监控：1080P高清可见光相机，可实现配电房、开关室内实时移动视频监控。机器人同时搭载的高亮红外探照灯补光，以实现有效照明。

（2）系统完成如下表计的识别：

电压表、电流表等表计指示；

SF6气体压力等表计指示；

开关、接地刀闸、贮能状态等机械位置及电气指示检测；

状态指示灯自动识别；

空开状态识别；

旋钮开关位置识别；

保护压板位置判断；

4.6红外热像仪巡检功能

建立所有设备以及设备部件的管理体系，在自动巡检的同时对本红外热像仪巡视范围内的所有设备部件进行温度分析记录。在报警的时候可以详细到具体设备故障部位。

4.7自动预警功能、短信报警

在系统巡航过程中，如发现目标设备温度异常自动报警，报警信息有文字信息和声音信息，提示运行人员具体的报警位置状况信息，以便跟踪故障点，确认告警情况并排除故障。

轨道巡检机器人功能

5.结论

电力智能轨道巡检机器人通过一个自主运行的机器人平台，搭载多组检测仪器，对室内设备进行全方位检测，区别于“以固定式传感器进行在线监测”为主要手段的“智能电气室”方案，巡检机器人方案无需大量布线、无需改造被测设备，在减少改造成本和风险的同时，提高运维水平。