[实用新型]用于换流站的智能巡检机器人

说明书

本实用新型公开了一种用于换流站的智能巡检机器人，其安装于阀厅的壁面上，集成可见光、红外、声音等设备，以自主和遥控的方式，代替人对阀厅及户内直流场设备进行巡测，及时发现设备的内部发热缺陷、外部机械或电气缺陷；将被检测设备的视频、声音和红外测温数据通过网络传输到巡检后台；巡检后台系统通过设备图像处理和模式识别等技术，结合设备图像红外专家库，实现对设备热缺陷、分合状态、外观异常的判别，以及仪表读数的识别。本实用新型的机器人可在换流站阀厅强电磁、封闭环境下长时间持续稳定运行，且结构紧凑可靠，能够精确定位、检测和识别，可以进行实时状态监控，提高换流站的自动化和智能化水平。

技术领域

本实用新型涉及电力领域，更具体地涉及一种用于换流站的智能巡检机器人。

背景技术

换流站是直流输电工程中直流和交流进行相互能量转换的系统，换流站包含换流阀、换流变压器、交直流滤波器等特有设备。换流站及直流输电系统的运行性能和安全可靠程度与换流设备的安全运行密切相关，对整个电力系统的运行有重要影响。换流站内对换流设备的定时监控和定期巡视必不可少，传统方式下通常采用人工巡检和固定视频监视的方式，日常红外巡检工作由运行人员用热成像仪进行，发现异常后，通过电话方式汇报专业管理人员，再由专业人员复测分析，反应时间慢，工作效率低，部分特殊缺陷易漏检，人工检测的数据无法准确及时地接入管理信息系统；且因场地大设备多，运行人员的工作量也相应较大；固定的视频监测系统只能对主要设备进行监控，存在很大的监控盲区，很难真正满足视频巡视、全方位的覆盖。

智能巡检技术在常规500kV交流变电站里已有部分应用。目前交流变电站里的智能巡视系统为网络分布式架构，分别为基站层、通讯层和终端层。基站层由后台机及智能控制与分析软件系统组成；通讯层由网络交换机、无线网桥等设备组成，负责建立站控层与智能终端层间的网络通道；终端层包括巡检机器人、充电室、环境监测模块等；移动机器人与后台机之间为无线通讯。

但是，常规500kV交流变电站里的巡检机器人为地面移动式机器人，机器人头部安装有摄像头和音频检测设备，其运行轨道铺设在户外地面，机器人可以在预先铺设的轨道上行进，对两侧的电力设备进行实时监测。而换流站阀厅内的安装环境与户外场地上不同，阀厅内的主要电力设备为换流阀阀塔、穿墙套管及阀厅地刀等，高端阀厅换流阀阀塔的设备高度约为14米(低端约为10米)。目前常规的地面轨道式机器人无法应用于阀厅的竖直壁面上。

以±800kV换流站为例，其电压高、容量大，电磁环境与交流变电站的区别较大，其中换流站阀厅是换流站的核心部分，是放置换流阀的封闭建筑，其电磁干扰尤其严重；因此在换流站环境内使用的设备要求具有较好的电磁屏蔽性能。

换流站阀厅安装环境特殊，阀厅内的阀塔一般分为六列，每列阀塔又分为多层；换流阀分布于阀塔的每一层中，故巡检机器人需要对每一层都有较好的检测视角。为满足检测范围和阀塔爬电距离要求，巡检设备需考虑垂直方向的移动。阀厅为户内环境，巡检设备需考虑室内光照不均的影响。

综上，现有技术的缺陷具体表现在：

(1)常规500kV交流变电站里的巡检机器人为地面移动式机器人，无法应用于阀厅的竖直壁面上。目前移动机器人主要采用轮式、履带或是复合驱动的方式。受阀塔等设备布局限制，要实现对设备全方位的检测功能，需要机器人能够在垂直方向运动。

(2)换流站电磁干扰严重，尤其是阀厅内部，目前的设备无法在阀厅强电磁、封闭环境下长时间持续稳定运行、精确定位、精确检测。

(3)阀厅环境为户内环境，受光照不均的影响及外界落入的异常物体等干扰较大，常见的机器视觉检测方法无法直接应用。

(4)常规500kV交流变电站里的巡检机器人为单套；但换流站为多阀厅，需配置多个机器人。在换流站内的应用需考虑多阀厅多机器人协同控制技术，解决多机器人在巡检任务配合中自主优化配置作业问题。

因此，本领域尚缺乏一种可以有效解决上述问题的智能巡检机器人。