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技術(shù)文章

智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng) 設(shè)計(jì)方案

閱讀:1102發(fā)布時(shí)間:2021-4-23

 1.1傳統(tǒng)的人工巡檢難以適應(yīng)發(fā)展要求
 
  目前電力公司對(duì)于所管轄的配電房、開(kāi)關(guān)室,例行巡檢每月1次,紅外測(cè)溫巡測(cè)每月1次,全部依賴于人工巡檢作業(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時(shí),須增加巡檢頻次。
 
  隨著近年來(lái)電網(wǎng)飛速發(fā)展,生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出,而運(yùn)維一體化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)也給變電運(yùn)維工作提出了更高的要求,在這樣的形勢(shì)下,傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動(dòng)記錄”的巡檢作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。
 
  1.2電力巡檢機(jī)器人的研究意義重大
 
  電力安全巡檢工作對(duì)保障電力安全生產(chǎn)至關(guān)重要。除人工巡檢以外,目前變電站/配電房?jī)?nèi)通常采用數(shù)量有限的固定傳感器及固定監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè),很難全面的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的檢測(cè)并獲得設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。變電站/配電房需檢測(cè)變壓器與高低壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)及儀表面板讀數(shù),檢測(cè)信息多。
 
  通過(guò)智能軌道巡檢機(jī)器人的應(yīng)用,對(duì)減少工作量、提高操作維護(hù)效率和設(shè)備異常應(yīng)急處理速度有明顯的效果,主要體現(xiàn)在以下二個(gè)方面:一是大大降低操作維護(hù)人員工作臺(tái)的強(qiáng)度。二是縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。使用機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)后,可為操作維護(hù)人員提供遠(yuǎn)程視頻,縮短處理時(shí)間。
 
  智能軌道巡檢機(jī)器人可在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行多方位、多功能監(jiān)測(cè)并做出及時(shí)預(yù)警,對(duì)保障電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),提高設(shè)備巡檢效率與質(zhì)量、減少巡檢人員數(shù)量具有重要意義。
 
  電力軌道式智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
 
  2.1項(xiàng)目目標(biāo)
 
  本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜紅外測(cè)溫、局放檢測(cè)、柜面及保護(hù)裝置信號(hào)狀態(tài)指示等的自動(dòng)識(shí)別,繼保室保護(hù)屏柜壓板狀態(tài)、空開(kāi)位置、裝置信號(hào)燈指示以及數(shù)顯儀表的自動(dòng)識(shí)別讀數(shù)。并且采用無(wú)縫滑環(huán)型導(dǎo)軌取電,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡檢,也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡檢。
 
  智能軌道巡檢機(jī)器人可沿軌道精確定位檢測(cè)點(diǎn),通過(guò)搭載的傳感器采集設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息,實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、儀表的智能讀表以及信息傳輸?shù)裙δ?,代替人工巡檢方式,提高巡檢效率和安全性,達(dá)到“自動(dòng)化減人”的目的。
 
  2.2總體思路與技術(shù)路線
 
  機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):通過(guò)分析行走機(jī)構(gòu)通過(guò)不同曲率、不同彎曲方向軌道段的運(yùn)動(dòng)特性,獲取行走機(jī)構(gòu)與軌道的幾何約束關(guān)系,建立行走機(jī)構(gòu)與多種彎曲形式的軌道作用機(jī)理模型、輪—槽傳動(dòng)模型。
 
  巡檢控制系統(tǒng)設(shè)計(jì):通過(guò)對(duì)電力內(nèi)的環(huán)境需求進(jìn)行分析,確定待檢測(cè)的環(huán)境信息,如溫度、濕度和氣體含量等;針對(duì)智能讀表功能進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理算法設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)來(lái)獲取機(jī)器人實(shí)時(shí)位置。
 
  2.3系統(tǒng)簡(jiǎn)介
 
  電科恒鈦智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng),是專(zhuān)門(mén)針對(duì)變電站、配電房、開(kāi)閉所等電力環(huán)境設(shè)計(jì)研發(fā)的智能一體化巡檢方案。系統(tǒng)以軌道巡檢機(jī)器人為核心,結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái),數(shù)據(jù)采集服務(wù)器以及相關(guān)附件,可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力環(huán)境與設(shè)備的不間斷監(jiān)控。
 
  其中,軌道巡檢機(jī)器人為采用軌道移動(dòng)方式,搭載高清攝像機(jī)及紅外熱成像儀,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)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(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng),使用戶實(shí)時(shí)掌控電力環(huán)境,并通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢機(jī)器人的控制,數(shù)據(jù)接入、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。
 
  智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要包括:
 
  (1)軌道式智能巡檢機(jī)器人,包括巡檢機(jī)器人本體、高清可見(jiàn)光視頻監(jiān)控模塊、紅外熱成像模塊、溫濕度環(huán)境監(jiān)控模塊、遠(yuǎn)程對(duì)講模塊等。
 
  (2)軌道系統(tǒng),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(jiān)控平臺(tái),包括本地監(jiān)控平臺(tái)1套、遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)1套。
 
  (4)通訊及電源系統(tǒng),包括通訊器、電源、配電箱、動(dòng)力線纜及組件等。
 
  1. 總體技術(shù)要求

室內(nèi)軌道型智能巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由巡檢機(jī)器人、運(yùn)載軌道系統(tǒng)、通訊及電源系統(tǒng)、監(jiān)控平臺(tái)等組成。

 

序號(hào)

功能

簡(jiǎn)述

1

移動(dòng)高清視頻監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)配電房、開(kāi)關(guān)室內(nèi)實(shí)時(shí)移動(dòng)可見(jiàn)光/高清視頻監(jiān)控

2

表計(jì)識(shí)別

實(shí)現(xiàn)電力表記的自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);狀態(tài)燈、開(kāi)關(guān)柄位置、箱門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)的識(shí)別。

3

有毒、可燃?xì)怏w檢測(cè)

可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧,當(dāng)濃度不在安全范圍內(nèi)時(shí)在本地和遠(yuǎn)程中心管理平臺(tái)進(jìn)行聲光報(bào)警。

4

照明狀態(tài)識(shí)別

室內(nèi)滲水識(shí)別發(fā)現(xiàn);室內(nèi)照明設(shè)備工作狀態(tài)識(shí)別;

5

紅外熱成像監(jiān)測(cè)

采用紅外熱成像監(jiān)測(cè)通過(guò)整個(gè)室內(nèi)進(jìn)行掃描式測(cè)溫,全面掌握設(shè)備溫度情況。自動(dòng)巡檢過(guò)程中,自動(dòng)發(fā)現(xiàn)溫度超限節(jié)點(diǎn)和區(qū)域,依照行業(yè)規(guī)范對(duì)巡檢設(shè)備進(jìn)行溫度檢測(cè),對(duì)缺陷或故障進(jìn)行自動(dòng)分析判斷,并預(yù)警。

6

關(guān)鍵點(diǎn)精確測(cè)溫

實(shí)現(xiàn)對(duì)母線接頭等關(guān)鍵點(diǎn)定點(diǎn)測(cè)溫

7

缺陷定點(diǎn)跟蹤測(cè)溫

實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)或?qū)^(qū)域熱缺陷進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)巡檢,采集數(shù)據(jù)

8

環(huán)境檢測(cè)

實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、漏水、環(huán)境噪音、設(shè)備工作噪音等環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)

9

語(yǔ)音對(duì)講

定期檢修或施工的伴護(hù)功能

 

 

 

  1. 技術(shù)參數(shù)

4.1環(huán)形軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

性 能

參數(shù)

性 能

參數(shù)

最大載重

28kg

升降范圍

 

標(biāo)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(yùn)行

 

行走速度

水平:10~15m/min

垂直:0.9~3.6m/min

云臺(tái)最大載重

20kg

轉(zhuǎn)彎半徑

<=0.5M

供電方式

拖鏈保護(hù)式供電

定位方式

步進(jìn)電機(jī)編碼器定位

通信方式

PLC電力線載波通訊

通信帶寬

RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m

升降云臺(tái)結(jié)構(gòu)

無(wú)縫滑軌式供電

預(yù)置位數(shù)量

0-255

主機(jī)外形尺寸/重量

長(zhǎng)70CM×寬35CM×高20CM/23KG

升降云臺(tái)外形尺寸/重量

長(zhǎng)50CM×寬40CM×25CM

69KG

 

 

HT-TSX-600-CR/DM-10

 環(huán)形軌道機(jī)器人

 

4.2直線軌道機(jī)器人 技術(shù)參數(shù)

性 能

參數(shù)

性 能

參數(shù)

最大載重

28kg

升降范圍

 

標(biāo)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(yùn)行

 

水平移動(dòng)速度

10~15m/min

 

云臺(tái)最大載重

20kg

垂直升降速度

0.9~3.6m/min

供電方式

拖鏈保護(hù)式供電

定位方式

步進(jìn)電機(jī)編碼器定位

通信方式

PLC電力線載波通訊

通信帶寬

RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m

升降云臺(tái)結(jié)構(gòu)

交叉套疊式

預(yù)置位數(shù)量

0-255

主機(jī)外形尺寸/重量

長(zhǎng)70CM×寬40CM×高45CM/23KG

升降云臺(tái)外形尺寸/重量

長(zhǎng)26CM×寬26CM×30CM

69KG

 

HT-TSX-600-SL/X-10

直線式軌道機(jī)器人

結(jié)論:智能巡檢機(jī)器人是促進(jìn)電網(wǎng)智能化的創(chuàng)新手段。變電站檢測(cè)中遇到的緊急、困難、危險(xiǎn)、重復(fù)性工作,由變電站智能檢測(cè)機(jī)器人代替人工完成。巡檢機(jī)器人可攜帶紅外熱像儀、可見(jiàn)光CCD等相關(guān)變電所設(shè)備檢測(cè)裝置,在各種氣候條件下巡檢,按照固定的路線,自動(dòng)識(shí)別電力設(shè)備內(nèi)部的熱缺陷、外部的機(jī)械或電氣問(wèn)題(如異物、損傷、發(fā)熱等)。為操作員提供診斷電源。設(shè)備運(yùn)行中的隱患和故障前兆數(shù)據(jù)。通過(guò)人機(jī)界面,生成設(shè)備的歷史溫度曲線,提高設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可預(yù)測(cè)性,為基于狀態(tài)的維修或狀態(tài)評(píng)估提供有效的數(shù)據(jù)支持,從而減少事故的發(fā)生;不斷探索聲監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用。存儲(chǔ)診斷系統(tǒng);不斷深化和推廣基于應(yīng)用機(jī)器人的運(yùn)行維護(hù)管理模式,有效提升核心管理水平。
 

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