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智能軌道型電力巡檢機器人系統 設計方案

2021年04月23日 10:14安徽電科恒鈦智能科技有限公司點擊量:218

 1.1傳統的人工巡檢難以適應發展要求
 
  目前電力公司對于所管轄的配電房、開關室,例行巡檢每月1次,紅外測溫巡測每月1次,全部依賴于人工巡檢作業。在高負荷期間和有特殊保供電要求時,須增加巡檢頻次。
 
  隨著近年來電網飛速發展,生產人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出,而運維一體化等工作在擴展業務范圍的同時也給變電運維工作提出了更高的要求,在這樣的形勢下,傳統的“人工巡檢、手動記錄”的巡檢作業方式難以適應電力系統精益化、集約化的發展要求。
 
  1.2電力巡檢機器人的研究意義重大
 
  電力安全巡檢工作對保障電力安全生產至關重要。除人工巡檢以外,目前變電站/配電房內通常采用數量有限的固定傳感器及固定監控攝像頭進行監測,很難全面的、準確的、實時的檢測并獲得設備的運行狀態。變電站/配電房需檢測變壓器與高低壓開關的運行狀態及儀表面板讀數,檢測信息多。
 
  通過智能軌道巡檢機器人的應用,對減少工作量、提高操作維護效率和設備異常應急處理速度有明顯的效果,主要體現在以下二個方面:一是大大降低操作維護人員工作臺的強度。二是縮短應急響應時間。使用機器人檢測系統后,可為操作維護人員提供遠程視頻,縮短處理時間。
 
  智能軌道巡檢機器人可在設備運轉期間對設備進行多方位、多功能監測并做出及時預警,對保障電力設備正常運轉,提高設備巡檢效率與質量、減少巡檢人員數量具有重要意義。
 
  電力軌道式智能巡檢機器人系統設計
 
  2.1項目目標
 
  本項目實現開關柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護裝置信號狀態指示等的自動識別,繼保室保護屏柜壓板狀態、空開位置、裝置信號燈指示以及數顯儀表的自動識別讀數。并且采用無縫滑環型導軌取電,實現24小時不間斷巡檢,也可自定義周期和設備進行特殊巡檢。
 
  智能軌道巡檢機器人可沿軌道精確定位檢測點,通過搭載的傳感器采集設備參數、環境信息,實現視頻監控、儀表的智能讀表以及信息傳輸等功能,代替人工巡檢方式,提高巡檢效率和安全性,達到“自動化減人”的目的。
 
  2.2總體思路與技術路線
 
  機械機構設計:通過分析行走機構通過不同曲率、不同彎曲方向軌道段的運動特性,獲取行走機構與軌道的幾何約束關系,建立行走機構與多種彎曲形式的軌道作用機理模型、輪—槽傳動模型。
 
  巡檢控制系統設計:通過對電力內的環境需求進行分析,確定待檢測的環境信息,如溫度、濕度和氣體含量等;針對智能讀表功能進行相應的圖像處理算法設計;設計實時定位系統來獲取機器人實時位置。
 
  2.3系統簡介
 
  電科恒鈦智能軌道型電力巡檢機器人系統,是專門針對變電站、配電房、開閉所等電力環境設計研發的智能一體化巡檢方案。系統以軌道巡檢機器人為核心,結合實時監控平臺,數據采集服務器以及相關附件,可實現對電力環境與設備的不間斷監控。
 
  其中,軌道巡檢機器人為采用軌道移動方式,搭載高清攝像機及紅外熱成像儀,實現實時監控與紅外熱成像診斷;集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置和語音對講系統,使用戶實時掌控電力環境,并通過監控平臺實現對巡檢機器人的控制,數據接入、存儲、統計。
 
  智能軌道型電力巡檢機器人系統主要包括:
 
  (1)軌道式智能巡檢機器人,包括巡檢機器人本體、高清可見光視頻監控模塊、紅外熱成像模塊、溫濕度環境監控模塊、遠程對講模塊等。
 
  (2)軌道系統,包括軌道本體、軌道連接件、吊裝組件、固定組件和限位器等。
 
  (3)監控平臺,包括本地監控平臺1套、遠程監控平臺1套。
 
  (4)通訊及電源系統,包括通訊器、電源、配電箱、動力線纜及組件等。
 
  1. 總體技術要求

室內軌道型智能巡檢機器人監測系統主要由巡檢機器人、運載軌道系統、通訊及電源系統、監控平臺等組成。

 

序號

功能

簡述

1

移動高清視頻監控

實現配電房、開關室內實時移動可見光/高清視頻監控

2

表計識別

實現電力表記的自動識別與數據統計;狀態燈、開關柄位置、箱門開閉狀態的識別。

3

有毒、可燃氣體檢測

可以實時監測甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧,當濃度不在安全范圍內時在本地和遠程中心管理平臺進行聲光報警。

4

照明狀態識別

室內滲水識別發現;室內照明設備工作狀態識別;

5

紅外熱成像監測

采用紅外熱成像監測通過整個室內進行掃描式測溫,全面掌握設備溫度情況。自動巡檢過程中,自動發現溫度超限節點和區域,依照行業規范對巡檢設備進行溫度檢測,對缺陷或故障進行自動分析判斷,并預警。

6

關鍵點精確測溫

實現對母線接頭等關鍵點定點測溫

7

缺陷定點跟蹤測溫

實現對點或對區域熱缺陷進行定時定點巡檢,采集數據

8

環境檢測

實現對室內的溫度、濕度、漏水、環境噪音、設備工作噪音等環境信息的監測

9

語音對講

定期檢修或施工的伴護功能

 

 

 

  1. 技術參數

4.1環形軌道機器人 技術參數

性 能

參數

性 能

參數

最大載重

28kg

升降范圍

 

標配2m(1~2m可選)

工作溫度

10°C~+55°C / 90

 

輸入/輸出電壓/功率

AC220V/DC24V、50Hz/120W

  巡檢軌跡

巡軌道曲線運行

 

行走速度

水平:10~15m/min

垂直:0.9~3.6m/min

云臺最大載重

20kg

轉彎半徑

<=0.5M

供電方式

拖鏈保護式供電

定位方式

步進電機編碼器定位

通信方式

PLC電力線載波通訊

通信帶寬

RJ45網線接口、10m/100m

升降云臺結構

無縫滑軌式供電

預置位數量

0-255

主機外形尺寸/重量

70CM×寬35CM×高20CM/23KG

升降云臺外形尺寸/重量

50CM×寬40CM×25CM

69KG

 

 

HT-TSX-600-CR/DM-10

 環形軌道機器人

 

4.2直線軌道機器人 技術參數

性 能

參數

性 能

參數

最大載重

28kg

升降范圍

 

標配2m(1~2m可選)

工作溫度

10°C~+55°C / 90

 

輸入/輸出電壓/功率

AC220V/DC24V、50Hz/120W

  巡檢軌跡

巡軌道直線運行

 

水平移動速度

10~15m/min

 

云臺最大載重

20kg

垂直升降速度

0.9~3.6m/min

供電方式

拖鏈保護式供電

定位方式

步進電機編碼器定位

通信方式

PLC電力線載波通訊

通信帶寬

RJ45網線接口、10m/100m

升降云臺結構

交叉套疊式

預置位數量

0-255

主機外形尺寸/重量

70CM×寬40CM×高45CM/23KG

升降云臺外形尺寸/重量

26CM×寬26CM×30CM

69KG

 

HT-TSX-600-SL/X-10

直線式軌道機器人

結論:智能巡檢機器人是促進電網智能化的創新手段。變電站檢測中遇到的緊急、困難、危險、重復性工作,由變電站智能檢測機器人代替人工完成。巡檢機器人可攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等相關變電所設備檢測裝置,在各種氣候條件下巡檢,按照固定的路線,自動識別電力設備內部的熱缺陷、外部的機械或電氣問題(如異物、損傷、發熱等)。為操作員提供診斷電源。設備運行中的隱患和故障前兆數據。通過人機界面,生成設備的歷史溫度曲線,提高設備運行狀態的可預測性,為基于狀態的維修或狀態評估提供有效的數據支持,從而減少事故的發生;不斷探索聲監控的實際應用。存儲診斷系統;不斷深化和推廣基于應用機器人的運行維護管理模式,有效提升核心管理水平。
 
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