2.1管理效益提升

表 1效益对比

2.2创新型运维模式

突破原有的运维模式，从运维人员“发现故障上报问题-缺陷审核-建立工单-等待消缺”的周期性检修模式，转变为运维团队“主动巡检发现隐患-异常申请建立工单-本地运维团队及时处理-现场消号”的预测性运维模式，同时检修过程中所有相关记录均进入隐患缺陷库闭环管理，契合配电站室标准化管理检查的相关要求，既减轻了运维的工作量，也可使异常隐患在未发展严重前得到处理。

通过智能巡检机器人开展状态检修，规范管理流程，兼顾安全、能效和周期成本。设备检修决策管理从以前的“到期必修、全面解体”的粗犷型管理逐步过渡到“状态跟踪、状态评价、风险分析、科学决策、综合协调”的精益化管理，提高运维管理水平，确保了供电的可靠性，促进了经济的发展。

三、总体架构

为满足对智能配电站室运维检修的精益化管理要求，建立一套智能巡检系统，实现对配电站室设备运行状态及运行环境检测，采用智能机器人的智能化巡检，作为人工巡检的有效补充，并通过统一的监测平台对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现变电所电力设备运行情况和环境中存在的安全隐患及故障先兆，提高配电站室设备运维的自动化和智能化水平，确保设备安全可靠运行。

目前人工巡检工作主要以查看表计，设备状态异常为主，从视觉检测功能来看，机器人和云台摄像头都能实现现场数据采集，但从效果和配置科学性来看，云台摄像头适合一两面柜子在一个单独的区间，如果一两排柜子都要检测，现场需要配置的摄像头则过多，且摄像头不具备上下升降的功能，数据表记读取可能会有失误。如果采用机器人，依靠机器人多自由度的运动优势，则可以实现正对被测表记进行精确检测的目的。同时，机器人具备局放/红外等摄像头不具备的功能。

表 2功能项对比

图 1总体架构图

如上图所示，智能巡检系统主要由四大部分组成：终端层、网络层、算法曾和平台层：

l  终端层：采用轨道式巡检机器人，用于执行设定任务，监测设备状运行态并反馈相关信息；

l  网络层：提供整体的网络通信，支持WIFI/4G/5G传输；

l  AI算法层：提供算法支撑，对巡检机器人采集的数据进行智能识别，

l  平台层：数据通过通信网络将巡检数据传至平台层，并且平台数据支持和站内其他系统进行数据交互，实现需要数据接入，进行综合分析研判。

3.1巡检机器人

3.1.1产品架构

轨道式巡检机器人，采用自主或遥控方式，替代人工对开关柜运行状态进行监测，并实时监测站内环境重要指标数据，建立统一的监测平台和监测数据的共享。采用智能化的数据处理，可以对巡检数据进行对比和趋势分析，及时发现配电站室里面的设备和环境中存在的事故隐患和故障先兆，提高配电室的数字化程度和全方位监测的自动化水平，确保设备安全可靠运行，提升巡检管理水平以及巡检过程的可控性。

图 2产品外观图

轨道式巡检机器人本体由几个部分组成：运行轨道、运动机构和仪器舱。

运行轨道：机器人的行走和供电载体。首先根据现场需求设计运行轨道，方便机器人在轨道上按照指定路径行走。同时，在轨道上铺设滑触线为机器人供电。

运动机构：其通过内部横向运动控制系统可以在固定轨道上横向运动，采用激光条码定位技术实现设备的精准定位。纵向运动系统可控制机器人仪器舱通过碳纤维伸缩纵向运动，采用编码器定位技术实现精度的纵向定位，从而实现巡检机器人仪器舱对开关柜自上而下的全覆盖巡视。

仪器舱：对开关柜运行状态数据采集和数据分析，其中包括视频监控、局放监测、红外测温、环境监测等。

3.1.2产品参数

表 3机器人参数

3.2功能描述

机器人智能巡检系统为了完成配电站室内设备状态的相关数据采集、检测和分析工作，通过整个系统的部署，其具体功能如下：

3.2.1运动功能

机器人为了完成对配电站室内所有区域的开关柜体检测，可通过预设的机器人运行路径规划巡检逻辑和任务，实现机器人自主定位运动，采用激光扫码定位技术，通过公司自主研发验证的核心算法进行规划，保障运行的平滑性和重复定位精度。

3.2.2日常例行

例行巡检是配电室日常运维工作中***常见的工作。内容包括设备的外观检查、声音判断、油位和各类表计检查、红外测温、开关闸刀状态判断、局放检测等。

传统的人工例行巡检，需要运维人员携带各类手持式巡检设备，消耗大量的时间对以上巡检内容进行专项排查，例如对配电站室设备进行逐项检查，开关及刀闸分合指示巡视核对，避雷器接头锈蚀排查等。

配备智能巡检机器人后，可以由运维人员自由设定定时定期的例行巡检任务。建立任务时，可以按照设备区域、设备类型、功能类型等多种方式选择需要进行巡检的内容。当按照设备区域分类时，机器人可以对特定电压等级划分的区域设备进行巡视。当按照设备类型分类时，可以对全站某类设备进行全巡。当按照功能类型选择时，可以根据机器人本体功能特征单项巡视全站所有表计类型、红外类型或声音类型的设备。

3.2.3表计抄录

表 4巡检类型

巡检机器人可以自动完成配电站室内表计数据的读取工作，并将结果自动生成巡视报表。它通过自身搭载的高清可见光摄像机，配合全向旋转云台实时捕捉变电所内表计设备的高清图像，采用智能识别技术对图像数据进行算法处理，可实现全天候对配电站室内指针类、数字类、行程类、分合指示类等所有表计的自动识别功能，表计的读数精度与人工相比误差不超过3%。

图3视觉识别功能

3.2.4局放检测

当开关柜本地中如出现绝缘条件不能满足运行要求时，将会出现局部放电情况，局部放电在开关柜内发现生不易被发现，如设备长期存在局部放电时，将对柜体的绝缘状态和运维人员的安全带来较大的隐患。因此，在高压设备中，由于局部放电引起的设备故障较多。

对于局部放电的测量，巡检机器人采用以下两种方案：超声波监测和暂态地电波监测。

3.2.5红外测温

机器人红外普测，是通过预先设置多个检测点，随时由运维人员设置红外普测任务，对全站设备进行整体性扫描式温度采集，并有效避免区域设备被遗漏。同时对存在重要或紧急缺陷的设备进行定期的监视。智能巡检机器人将每日保存测温照片，跟踪数据发展变化，形成报表，如发现明显突变的情况，运维人员将收到提示信息进行人工核对。

图4红外测温功能

3.2.6报表统计

巡检机器人可对设备进行自动跟踪、实时监控。运维人员远方通过客户端选择相应设备，设置巡检任务，选择相应周期进行跟踪重复巡视。或控制机器人定点全天监视，来实现运行设备的数据实时采集，减轻运维人员工作量。

机器人自动生成巡检报表，通过巡检报表可掌握缺陷设备运行状况。并根据机器人的告警信息，及时查看核对设备状态并汇报调度处理。

图 5报表统计图

3.3无人值守巡检系统

无人值守巡检系统一般是部署在配电站室主控室的本地控制系统，其与智能巡检机器人和其他固定的监测设备通过无线通信或者以太网通信，监测和控制机器人及其他传感器完成各种特定的任务，并对其进行管理。

无人值守巡检系统作为配电站室监测的中心汇聚点，其中分为两套功能：控制系统和监测功能。

将实时采集回传的数据，实时的显示在系统平台的控制屏幕上，进行常规的综合监测与安全检查，其主要功能有：

图6 综合监控系统功能示意图

智能巡检机器人系统，支持机器人任务的规划，设定，及下发，能够设置定巡，例巡，特巡等多种作业方式，自动生成巡检报表。实时的红外和视频图像显示，支持多台机器人接入管控。

3.3.1实时监控大屏

平台主页面有站点概况、异常告警、环境记录、巡检记录、巡检管理、运动控制、任务管理、巡检任务、阈值管理、系统设置以及针对于值守对象的综合集控等模块。

（1）智能化设备实时状态：展示注册在系统中的智能化设备的状态，可以选择查看不同区域设备状态。

（2）视频实时监控：展示智能化设备实时监控视频，支持***大8路实时监控摄像头视频展示。点击子模块右上角的1x1 可切换2x2、3x3、4x4。可全屏展示。

（3）环境状态：展示当前环境传感器数据信息。

（4）环境告警记录：实时展示当前环境告警信息。

（5）巡视告警记录：实时展示巡检机器人的报警信息，***时间通知值守人员处理异常状况。

3.3.2站点管理设置

站点管理对无人值守的站点设备进行管理，包括设备管理、监测点管理、监测项管理、设备控制和布局图设置。进入设备管理页面，展示系统中所有设备的信息，支持按设备名称查询、新增设备、删除设备和修改设备。

智能化设备一般包括：智能巡检机器人、AI视频采集分析仪类脑智盒、智能摄像机、智能物联传感设备。监测点管理是对监测点、监测区域监测内容进行设置。监测项管理是对系统中所有监测项及报警阈值进行设置。设备控制是对机器人前进、后退、上升、下降及摄像机的上、下、左、右、放大、缩小、拉近、拉远进行控制。

站点管理支持选择AI视频采集分析仪类脑智盒配置的相关监测分析算法，用户可自行选择用于智能化监测分析的算法，算法种类多达30种，综合监测率高达97%。

3.3.3智能分析统计

无人值守平台可以对采集的图像、数据等信息，进行深度分析处理。能够形成实时报警记录、历史报警记录并存入机器人数据库中，具备数据历史查询功能，可随时查看运行数据、报警记录等相关信息，可按日期、处理结果、监测项进行随时查询巡检信息和存档图片。

（1）报警记录：每条报警数据信息包括巡检点、巡检结果、巡检图像、设定阈值等，员工可手动确认，对巡检结果进行处理。

（2）数据记录：生成巡检实时数据、异常数据记录，可进行查看、查询。

（3）巡检报告：每次执行完成一次巡检任务，生成巡检报告，具备查询、浏览、导出功能。

3.3.4历史数据分析与统计

历史数据支持记录信息查询和展示，可以根据巡检任务查询每次巡检的结果，每条巡检记录包含对应巡检任务执行时间，巡检点数，异常点数等信息，点进该巡检记录，可查看本次巡检的详细信息，包含每个巡检点的巡检结果及环境传感数据。也可根据巡检类型进行查询，包括告警记录、巡检点的巡检记录，每个类型还支持按照设备类型、处理结果、监测值、时间范围进行查询，同时可将查询的结果生成报表进行下载。

3.3.5系统设置

系统设置可以维护系统用户、站点信息，查看系统操作日志。

系统用户分为普通用户和管理员用户，依据不同权限提供不同功能，包括查询、新增、修改、删除和重置原始密码功能。

站点管理是对无人值守站点进行编辑、修改、删除等操作，实现站点的管理。

系统操作日志记录着系统操作人的所有操作记录，支持按照操作人名称进行查询。

四、施工方案

4.1安装步骤

4.1.1机器人安装

1)   根据现场勘测设计出导轨安装的平面图，尺寸长度，选择好需要安装吊挂件的数量和位置，测量下顶部到地面的高度，计算出需要吊挂件的长度，确保导轨安全平稳。导轨需要按照现场开关柜的总长来确定长度，正常开始标准的每段长度是3米（可以互相连接）。按照之前考察的现场条件确定需要的材料，检查安装时候提供的所有材料，确保材料没问题。

2)   按照之前考察的，和图纸上提供的位置安装吊挂件。

3)   在依次将导轨安装到吊挂件上面固定，同时在安装之前确定孔位并打孔。

4)   靠导轨的***下面张贴条形码，确保条形码水平整齐。

5)   贴好条形码后安装滑触线。

6)   安装稳压电源模块并接入电源。

4.2施工规划

表 1施工规划

现场施工分安装与调试两个阶段：

v  轨道安装阶段由厂家技术人员指导施工队人员安装，预计施工3天。

v  机器人调试、测试、平台部署、后台调试及机器人试运行，有厂家技术人员调试，不需要施工队伍配合，预计4天。

五、配置清单

表 2配置清单