[實用新型]用于換流站的智能巡檢機器人

有效

• 申請號: 201820300437.0
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN207835156U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 陳波;王建維;陳躍;徐勇;樂黨救
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 姜龍;唐雪嬌

本實用新型公開了一種用于換流站的智能巡檢機器人，其安裝于閥廳的壁面上，集成可見光、紅外、聲音等設備，以自主和遙控的方式，代替人對閥廳及戶內直流場設備進行巡測，及時發現設備的內部發熱缺陷、外部機械或電氣缺陷；將被檢測設備的視頻、聲音和紅外測溫數據通過網絡傳輸到巡檢后臺；巡檢后臺系統通過設備圖像處理和模式識別等技術，結合設備圖像紅外專家庫，實現對設備熱缺陷、分合狀態、外觀異常的判別，以及儀表讀數的識別。本實用新型的機器人可在換流站閥廳強電磁、封閉環境下長時間持續穩定運行，且結構緊湊可靠，能夠精確定位、檢測和識別，可以進行實時狀態監控，提高換流站的自動化和智能化水平。

技術領域

本實用新型涉及電力領域，更具體地涉及一種用于換流站的智能巡檢機器人。

背景技術

換流站是直流輸電工程中直流和交流進行相互能量轉換的系統，換流站包含換流閥、換流變壓器、交直流濾波器等特有設備。換流站及直流輸電系統的運行性能和安全可靠程度與換流設備的安全運行密切相關，對整個電力系統的運行有重要影響。換流站內對換流設備的定時監控和定期巡視必不可少，傳統方式下通常采用人工巡檢和固定視頻監視的方式，日常紅外巡檢工作由運行人員用熱成像儀進行，發現異常后，通過電話方式匯報專業管理人員，再由專業人員復測分析，反應時間慢，工作效率低，部分特殊缺陷易漏檢，人工檢測的數據無法準確及時地接入管理信息系統；且因場地大設備多，運行人員的工作量也相應較大；固定的視頻監測系統只能對主要設備進行監控，存在很大的監控盲區，很難真正滿足視頻巡視、全方位的覆蓋。

智能巡檢技術在常規500kV交流變電站里已有部分應用。目前交流變電站里的智能巡視系統為網絡分布式架構，分別為基站層、通訊層和終端層。基站層由后臺機及智能控制與分析軟件系統組成；通訊層由網絡交換機、無線網橋等設備組成，負責建立站控層與智能終端層間的網絡通道；終端層包括巡檢機器人、充電室、環境監測模塊等；移動機器人與后臺機之間為無線通訊。

但是，常規500kV交流變電站里的巡檢機器人為地面移動式機器人，機器人頭部安裝有攝像頭和音頻檢測設備，其運行軌道鋪設在戶外地面，機器人可以在預先鋪設的軌道上行進，對兩側的電力設備進行實時監測。而換流站閥廳內的安裝環境與戶外場地上不同，閥廳內的主要電力設備為換流閥閥塔、穿墻套管及閥廳地刀等，高端閥廳換流閥閥塔的設備高度約為14米(低端約為10米)。目前常規的地面軌道式機器人無法應用于閥廳的豎直壁面上。

以±800kV換流站為例，其電壓高、容量大，電磁環境與交流變電站的區別較大，其中換流站閥廳是換流站的核心部分，是放置換流閥的封閉建筑，其電磁干擾尤其嚴重；因此在換流站環境內使用的設備要求具有較好的電磁屏蔽性能。

換流站閥廳安裝環境特殊，閥廳內的閥塔一般分為六列，每列閥塔又分為多層；換流閥分布于閥塔的每一層中，故巡檢機器人需要對每一層都有較好的檢測視角。為滿足檢測范圍和閥塔爬電距離要求，巡檢設備需考慮垂直方向的移動。閥廳為戶內環境，巡檢設備需考慮室內光照不均的影響。

綜上，現有技術的缺陷具體表現在：

(1)常規500kV交流變電站里的巡檢機器人為地面移動式機器人，無法應用于閥廳的豎直壁面上。目前移動機器人主要采用輪式、履帶或是復合驅動的方式。受閥塔等設備布局限制，要實現對設備全方位的檢測功能，需要機器人能夠在垂直方向運動。

(2)換流站電磁干擾嚴重，尤其是閥廳內部，目前的設備無法在閥廳強電磁、封閉環境下長時間持續穩定運行、精確定位、精確檢測。

(3)閥廳環境為戶內環境，受光照不均的影響及外界落入的異常物體等干擾較大，常見的機器視覺檢測方法無法直接應用。

(4)常規500kV交流變電站里的巡檢機器人為單套；但換流站為多閥廳，需配置多個機器人。在換流站內的應用需考慮多閥廳多機器人協同控制技術，解決多機器人在巡檢任務配合中自主優化配置作業問題。

因此，本領域尚缺乏一種可以有效解決上述問題的智能巡檢機器人。