变电站室内轨道式巡检机器人试验检测技术研究及应用.pdf

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1、变电站室内轨道式巡检机器人试验检测技术研究及应用中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司2023年6月目 录ONTENTS一、背景二、检测能力建设三、已开展检测工作四、展望PART 01一、背景变电站室内轨道式巡检机器人，是指一种由机器人本体、通讯单元、轨道系统、供电子系统、本地监控系统等部分组成，能够遥控或自主开展变电站室内巡检作业的机器人系统。截止2023年6月，国家电网公司系统内各省公司的室内轨道式巡检机器人总数量已超过2000台。涉及供应商20余家，其中国网智能、亿嘉和、杭州申昊3家主流供应商的总数量占比超过80%。1.应用概况一、背景保护室内：主要为保护装置的异常指示灯亮

2、、网络通讯设备的运行指示灯不亮、数字故障录波器装置异常。开关室内：主要为开关柜储能状态指示灯不亮、开关柜柜体发热、断路器面板故障。GIS室内：主要为接地刀闸位置指示灯异常、SF6压力表读数低于最下限值。在主控室内：主要为测控装置告警指示灯亮、保护装置运行指示灯熄灭。2.应用成效一、背景对变电站室内轨道式巡检机器人故障进行分析，主要存在以下五类故障。3.应用中存在的问题序号故障类型主要表征占比1通信类后台与机器人断开连接、视频无图像或长时间卡顿等26.9%2机械传动及控制类机器人水平、升降、局放推杆卡阻、各轴运动不受控、定位不准确等25.5%3供电类机器人因滑线接触不良导致的断电、瞬时掉电等21

3、.3%4后台软件类软件崩溃、操作无响应、任务无法执行等15.2%5检测组件类可见光摄像机无法拍照、无法聚焦、照片模糊等11.1%一、背景针对各类故障，从硬件、软件、算法等维度进行原因分析硬件方面主要问题：载波通信模块等设备长期运行性能下降、驱动器和定位组件故障。软件方面主要问题：系统软件与本体硬件配套兼容性不好，后台任务处理逻辑不完善。算法方面主要问题：机器人出现异常处理逻辑不完善，比如通信中断、瞬时掉电后自恢复逻辑缺失、健康状态自检能力和预警措施不足。4.原因分析PART 02二、检测能力建设2021年12月-2022年2月，中国电科院组织编写了变电站室内轨道式巡检机器人检测规范、变电站室内

4、轨道式巡检机器人检测方案等技术文件，建成了国内首个变电站室内轨道式巡检机器人场。具备开展机器人本体、本地监控系统两大类共计52个项目的检测能力，能全面考核验证变电站室内轨道式巡检机器人的外观结构、电源模块、通讯模块、运动模块、检测组件、防碰撞模块、辅助照明模块、轨道系统、本地监控系统的主要性能指标。1.检测方法研究检测场地长12m、宽9m，可同时开展4个样品的调试试验。整体承重不小于1000kg，满足样品的布置、调试、检测等场景需求。顶部支撑横梁可根据检测机器人轨道布置需求灵活扩展。场地四周布置的日光灯，可根据试验需求提供充足的照明。在试验场地四周布置有摄像头，检测全程进行录像，确保公平公正。

5、10变电站室内轨道式巡检机器人试验场地二、检测能力建设2.试验场地共4个模拟屏柜。屏蔽柜面板布置有指针式表计、数显表计、指示灯、开关、压板和旋转把手等识别目标共100个。可在屏柜内部布置局部放电模拟装置，测试轨道机器人局部放电信号检测功能。所有识别目标的显示值或状态均可调整，保证检测过程公平和公正。防止参加检测厂家更换识别图片进行作弊。11模拟屏柜二、检测能力建设主要试验检测设备12温度湿度振动综合试验箱模拟运输振动试验台高低温低气压试验箱电波暗室精密黑体静电放电抗扰度试验装置二、检测能力建设PART 03142022年5月，中国电科院承担了首次国网公司变电站室内轨道式巡检机器人性能检测工作。

6、共15个型号样品参加检测，其中8个样品结果为“合格通过”、3个样品结果为“基本符合要求”、4个样品结果为“不合格”。变电站室内轨道式巡检机器人试验现场三、已开展检测工作PART 04针对变电站室内轨道式巡检机器人在实际应用中存在的硬件、软件、算法等方面问题，结合巡检操作双功能等新的应用场景，未来可在以下方面开展研究。（1）研究长期运行可靠性及其检测技术开展机器人运行可靠性试验方法和标准研究，研究建立机器人长期运行可靠性检测平台，检验机器人的长期运行稳定性指标。（2）巡检操作双功能的试验方法研究研究扩展机器人的巡检+操作双功能的检测方法和标准，研发多功能系统的检测平台。（3）提升在运机器人运行质量水平针对变电站室内轨道式巡检机器人故障原因，制定专项质量提升方案，提升存量机器人运行质量和可靠性。16四、展望中国电力科学研究院有限公司将在现有基础上，依托电力机器人专委会平台载体，开展机器人试验检测技术领域标准制、专项检测方法研究、试验能力提升完善等工作，与相关单位共同推动电力机器人检测技术不断进步、促进机器人产品质量持续提升。17四、展望谢谢！