浅谈变电站巡检机器人实际应用存在的问题及对策

柯鉴 国网四川省电力公司彭州市供电分公司

随着智能运检的深入开展以及泛在物联网的大力推广，智能手段在电力系统运检体系广泛应用，其中就包括智能巡检机器人。本文根据对巡检机器人在应用过程中存在的一些问题进行总结分析，并针对性提出一些改进措施，为机器人更好的运行提供了有益参考意见。

一、220kV变电站现有机器人运行情况

按照《XX单位关于所辖220kV变电站巡检机器人深化应用工作方案》的总体要求，各变电站就智能巡检机器人按照“五通”规定的巡检周期进行应用，建立完善了机器人运维工作记录，对故障报修等情况做好了统计记录，并将机器人现阶段应用不满足“五通”要求的问题进行了充分暴露，以便进一步做好巡检机器人深化应用、技术改造工作。

二、总体情况

XX单位负责全面管理XX等地区的10座220kV交流变电站运维检修工作，各变电站机器人配备情况如表1所示。

表1

三、应用发现的主要问题

在目前机器人的应用中，主要问题分为四大类，一是机器人硬件问题，二是设备全覆盖问题，三是后台软件问题，四是人为造成故障。

（一）硬件问题

机器人硬件问题主要表现为出现过偏离轨道、电池损坏、死机、磁轨损坏、气象系统故障、通信连接故障等。

1.偏离轨道

无论有轨版还是无轨版，均会出现这个问题。目前三个厂家中，郎驰偏离轨道较少，国自和鲁能偏离轨道情况基本每周会发生一次。发生偏离轨道的原因比较多，无轨版多是因为周围景物改变、运行路线上有较矮的杂物、系统问题等；有轨版则多是因为磁轨损坏、轨道上有较矮的杂物、电缆沟上RFID点错位等。一般发生偏离轨道故障后，机器人会因为超声停障而停在原地，手动将其推回轨道上或充电室即可。

2.电池损坏

电池损坏目前发生还不多，桃乡（鲁能）和什邡（国自）发生过因电池损坏而无法巡视。发生此类问题只能依靠厂家到站更换电池。每个机器人均有一块备用电池存放在厂家，并且保修期内损坏是要免费维修的。

3.运行死机

运行死机故障目前是机器人发生较多的问题，可能是巡检途中、可能是充电时，发生原因尚未得到明确的解释。从机器人控制系统是电子元件的角度来考虑，它就像我们的手机，目前这三个厂家产品就像我们国产的中端智能手机，故发生死机也可以理解。一般死机后重启都能恢复。

4.磁轨损坏

磁轨损坏仅发生在有轨版，目前只有个别站部分磁轨有老化损坏的现象，会导致机器人偏离轨道。这种情况并不是一定的，磁类物质，老化后会发生有时候能检测有时候不能检测到的情况，所以存在问题的机器人应改造，要么更换磁轨，要么更换成无轨。

5.气象系统故障

目前只有XX站发生过这个故障，故障后会导致机器人后台默认温度湿度都为0，会导致设备温升提高，造成很多误报警；目前，气象系统故障还得依靠厂家维修。

6.通信连接故障

这类问题类似于我们的交换机口子松了，发生概率也较大，运维人员能够自行处理。

总体看，硬件故障频发只能说明机器人产品自身质量有待提高。

（二）设备全覆盖问题

设备全覆盖是国网要求必须达到100%的硬性要求，但其实目前大多数变电站都不能满足这个要求，原因主要有机器人性能不足、现场设备不满足、停车位置误差导致巡视位置偏移等。

1.机器人性能不足

目前红外测温基本三个厂家都能满足普测要求，主要问题还是出在表计读取上，因许多设备表计背后都有很多其他背景，在背景过于复杂时，机器人伺服技术会聚焦错误，导致表计模糊或者干脆聚焦到其他位置。目前来看，三个厂家均会出现这个问题。而且这个情况也不是一定，有时候会聚焦成功，有时候会失败，所以这只能是目前性能不足或者说是技术还不够成熟，有待厂家继续升级才能解决这个问题。

2.现场设备不满足

这类情况主要是表计朝墙、电容网门没开孔、表计表面或很花、表计设计在机器人根本无法到达的位置等。目前各厂家均出了不少解决方案，如加装镜子、加装摄像头、现场开孔、现场设备改造等等。

3.停车位置误差导致巡视位置偏移

这个其实也是性能问题，如果机器人能保证每次停车位置都在同一个点或者只相差2、3毫米，那么久不会出现这个问题，但随着运行的时间变长，机器人停车的误差也会越来越大，最后达到后台伺服也无法识别的差距，就产生了巡视位置偏移，设备丢失，表计聚焦失败等情况。但是这个问题可以经过厂家修正解决，所以定期的维护是必须的。

全覆盖问题有变电站设备不适应机器人巡检的问题，也有厂家机器人性能不足的问题，并且也是目前解决比较困难的问题，需要通过后续的改造来解决。

（三）后台软件问题

后台软件的问题体现在如下几个方面：

1.经常死机、或者操作失灵

同家里的电脑一样，后台其实也是一台普通的电脑运行一个程序，所以偶尔会死机。目前国自死机较少；郎驰主要是热成像服务器有时会自动关闭，导致机器人出去了不测温，走一趟又回来了；鲁能就比较恼火了，后台经常崩溃，数据库自动弹来弹去，后台无法操作只能重启等等。国自和郎驰还能接受，鲁能的后台确实问题要多一些，虽然站内人员目前基本都学会了如何解决，但要实现以后无人值守，这个稳定性还不够；同厂家进行沟通，鲁能总是说下个版本就会好。

2.输出报表与“五通”报表差距太大

这个也是因为国网以前没有在验收细则里加入报表标准，导致每个厂家一种报表，并且内容都不齐全。目前五通检测里有红外测温标准报表格式，运维人员建议将这个报表定为标准报表让各厂家向其靠拢，期望以后能达到到处报表就可以直接打印保存的目标。

（四）人为故障

人为故障是在站内工作的人员，包括运维人员引发的机器人故障，主要有以下几种：

1.检修软围栏困住机器人

检修软围栏孔洞较大，机器人超声可以直接穿透无法反射，导致机器人会直接撞上软围栏，不是被掀翻就是被捆住。目前已经在运行规定中注明，设置检修围栏后，应当将机器人检修区域的定时任务取消，并且不得人工放出到该区域巡视。

2.外来人员堆放物品挡住机器人

外来施工人员经常会在机器人轨道上堆放一些物品，机器人运行到这个位置时，就会超声告警，持续告警30分钟就休眠或者关机了。一般移除杂物后重启机器人就好，但如果杂物比较矮，或者是横向悬空条状硬物，就会造成机器人偏离轨道、撞车。所以，应对外来施工人员进行交底，要么不得在机器人运行轨道上堆放杂物（有轨版才能实现），要么就划定施工区域，停止这个区域的机器人巡视作业，当外来施工完成后再恢复。

3.电缆沟盖板翻起导致机器人跌落

这个是目前对机器人损害最大的问题，由于机器人超声寻障系统为向前平射，在前方有陷坑是，机器人会义无反顾的跌落进去。治标的方案是一旦站内有电缆沟工作，就停止机器人该区域的定时任务（就怕无人站远程许票的工作）。治本的方案是厂家开发朝下的超声告警，采用类似高频保护的模式，一旦信号中断或距离超过设定值，机器人就紧急刹车。同郎驰进行了交流，已经在下一代机器人身上开发了；也向鲁能和国自提过了改进意见。

四、具体建议及下一步主要措施

继续落实《XX单位关于变电站巡检机器人深化应用工作方案》，做好机器人安装调试跟进、验收管理、现场应用，通过技术改造提升机器人工作性能，达到“五通”要求。

（一）提高巡检覆盖水平

通过技术手段，实现机器人“巡检覆盖率”“表计识别率”双百目标。一是增加机器人专用道路修建，提高巡检设备的覆盖率；二是采用加装镜子、加装摄像头、现场开孔、现场设备改造等方式，提升读取表计的覆盖率、识别率。

（二）完善巡检任务定制

1.按照“五通”要求，落实每三天完成全站设备例行巡视功能，同时预留每天不少于6个小时（含充电时间）的特殊巡视时间。

2.完善特殊巡视任务定制，实现不同条件下对部分设备的特殊巡视，实现可以结合倒闸操作安排机器人现场查看设备位置状态的功能。

（三）规范机器人报表输出

1.输出报表符合“五通”的要求。避雷器抄录记录、SF6压力记录、红外测温记录、设备油位等记录，同“五通”、PMS要求的表格一致；红外精确测温，形成带电检测报告、精确测温图谱；特殊巡视，按照“五通”要求输出巡视记录。存在数据异常的，具备人工采集修正功能；机器人不能采集的数据（负荷电流、确认人员等）信息，可以通过人工录入、或数据导入方式实现。

2.数据报表具备自动分析的要求。避雷器抄录、SF6压力、设备油位、红外测温数据能够进行同历史数据的对比，可以生成对比曲线、并根据缺陷规则自动判别报警，生成曲线能够导出。

3.具备数据报表导入PMS系统的功能。

（四）提升机器人维护水平

1.组建机器人专家队伍，一是加强培训，逐步掌握机器人核心技术；二是熟悉各站机器人，做好安装调试跟进、验收管理；三是加强对各站机器人应用的监督检查，完善机器人运行管理要求；四是形成分部范围内的机器人维修力量。

2.做好例行巡视、全面巡视对机器人的检查，进行机器人的月度例行维护、季度应用总结分析等常规工作。

3.针对前期不同类型故障，制定机器人运维维护要求，提高故障处置及时性、针对性，提升机器人应用时效性。

五、结束语

本文对不同厂家的智能巡检机器人进行了对比分析，指出了巡检机器人在各种不同运行环境中存在的问题，并将各类问题进行了研究分析提出了针对性改进措施。