變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法
【專利摘要】本發明公開了一種變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法，包括智能巡檢機器人、巡檢后臺模塊及車載清洗機器人，智能巡檢機器人用于完成電力設備紅外圖像的采集，巡檢后臺主要為依據紅外圖像處理技術和紅外專家圖庫進行污穢等級的識別和清洗命令的下發，車載清洗機器人主要為執行清洗命令。本發明由于集成了電力設備污穢巡檢、等級識別和污穢清洗設備，實現了無人值守智能變電站的設備污穢的全方位智能化，紅外圖像識別技術、智能巡檢機器人技術的應用，提高了該系統的可靠性和準確度。
【專利說明】 變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種變電站電力設備的巡檢及維護方法，尤其涉及一種變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法。
【背景技術】
[0002]絕緣子污穢等級的檢測因其安裝位置的特殊性及分布區域的廣泛性，多年來一直是電力系統絕緣在線監測的一門熱門課程，有較多的檢測方法被提出，主要包括等值鹽密法、電壓分布法、泄漏電流法、紅外圖像檢測法等。其中紅外圖像檢測法是通過對絕緣子熱像圖進行圖像預處理和圖像分析，應用絕緣子紅外熱像圖中與污穢程度有關的特征量來區分其污穢程度，最終識別出設備的污穢等級。
[0003]隨著智能電網技術的推進和無人值守變電站的增多，基于室外機器人移動平臺，攜帶檢測設備進行設備巡檢的智能系統成為了電力設備研究的主流之一，國家電力機器人技術實驗室在國家“863計劃”的支持下，分別研發出第一、二、三、四代智能巡檢機器人，系統性能和可靠性顯著提高。
[0004]針對變電站設備污穢清洗，我國也研發出帶電干清掃設備有便攜式軟軸連接高壓帶電清掃桿和叉車配套型高壓帶電自動清掃機等。前者需人工把持清掃桿操作，勞動強度大，適用電壓等級低，清掃高度低；后者要靠叉車的移動來調整清掃方向和距離，操作不方便，自動化相對較低。山東電力研究院研制的高壓帶電作業機器人通過主從手對輸配電線路進行維護搶修。在“863”計劃的資助下，上海交通大學機器人研究所相繼研究開發了第一、第二代220/330kV“高壓帶電清掃機器人”，而且第二代機器人能夠適應在狹窄空間作業和靈活移動的要求，具有穩固的作業支撐平臺。
[0005]目前，變電站設備的污穢檢測、識別和清掃均可分別實現，可是仍未提出一種應用在無人值守變電站內的設備污穢巡檢、等級判定及自動清洗的全自動一體化作業系統。各系統獨立工作，因此并不能滿足距變電站的智能化集成化的要求。

【發明內容】

[0006]本發明的目的就在于為了解決上述問題，實現變電站設備污穢巡檢智能化而提供一種變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法。
[0007]本發明通過以下技術方案來實現上述目的:
[0008]本發明變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法包括以下步驟:
[0009](I)巡檢機器人由基站出發，巡檢機器人按預先設定的路線進行路況、設備巡檢，分析是否存在路障，若無路障則進行下一步；
[0010](2):巡檢機器人進行固定角度的紅外、可見光圖像的采集后返回基站將圖像信息傳輸給巡檢后臺，由巡檢后臺進行圖像處理和分析，識別出污穢等級，分析是否下發清洗命令，若不用下發清洗命令則進行下一步；
[0011](3):巡檢機器人返回基站將紅外圖像傳輸給巡檢后臺進行存儲，巡檢及清洗完畢；
[0012](4):步驟(I)中，若存在路障，則巡檢機器人返回基站將路障信息告知巡檢后臺，由智能巡檢后臺下達清障命令，由車載清洗機器人出勤進行路障清理；
[0013]( 5 )步驟(2 )中，若下發清洗命令，則車載清洗機器人接收清洗命令后出勤，車載清洗機器人行至需要清洗處，車載清洗機器人的清洗手臂對清洗位置定位、清洗，清洗完畢后，車載清洗機器人返回基站，告知巡檢后臺清洗完畢，由巡檢后臺告知巡檢機器人再次巡檢進行清洗檢測。
[0014]本發明的有益效果在于:
[0015]本發明集成了基于紅外圖像識別和智能巡檢機器人技術的變電站設備污穢巡檢、等級判定及自動清洗為一體，實現了變電站電力設備污穢處理的智能化。紅外圖像識別技術的在污穢等級識別過程中的應用，具有非接觸、安全、可靠等優點，同時具有良好的抗干擾性和準確性，對于絕緣子等安全運行的維護以及絕緣子污閃的預防具有積極地意義。智能機器人的應用，是智能化無人值守變電站不可缺少的部分，它有效地避免了人工巡檢存在的勞動強度大，工作效率低、檢測質量分散、管理成本高等問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發明所述變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法流程圖。【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步說明:
[0018]如圖1所示:本發明變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法包括以下步驟:
[0019](I):巡檢機器人由基站出發，巡檢機器人按預先設定的路線進行路況、設備巡檢，分析是否存在路障，若無路障則進行下一步；本發明所述智能巡檢機器人基于自主導航、精確定位、自動充電的室外全天候移動平臺，集成可見光、紅外傳感器；基于磁軌跡和路面特殊布置的無線射頻標識(RFID)標簽，實現巡檢機器人的最優路徑規劃和雙向行走，且無漏查；巡檢完成后，將被檢測設備的圖像傳輸給巡檢后臺系統。所述智能巡檢機器人底部的左右兩側對稱安裝2個RFID讀卡器，路口處和設備點均安裝有RFID標識，機器人行駛過程中讀到任一 RFID標識時，均能識別出自身的位置和行走方向。工作時，智能巡檢機器人及承載清洗機器人的車輛沿固定的磁軌跡行駛，在路口處設有路口 RFID標簽，十字路口，丁字路口，拐彎處，在每一待測設備處均設有一個監測點RFID標簽。依據磁導航及RFID標識技術，智能巡檢機器人及承載清洗機器人的車輛便能識別出自身的位置和行走方向，實現自主導航。智能巡檢機器人運行至待測點時，其攜帶的云臺運行至預設位，可見光、紅外攝像機開始工作，并將圖片存貯下來。巡檢機器人具有磁導航超聲自動停障功能，若遇到障礙，便返回基站，下達路面清障命令，待清障結束后，開始新的巡檢。
[0020](2):巡檢機器人進行固定角度的紅外、可見光圖像的采集后返回基站將圖像信息傳輸給巡檢后臺，由巡檢后臺進行圖像處理和分析，識別出污穢等級，分析是否下發清洗命令，若不用下發清洗命令則進行下一步；所述智能巡檢后臺系統包括圖像存儲模塊、圖像分析模塊和下發命令模塊三個部分，智能巡檢后臺接收并存儲巡檢機器人的圖像信息，所述巡檢后臺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，實現對設備污穢等級的識別，記錄各設備的污穢等級，若識別出污穢等級較高需清洗的設備，可及時發生報警，并下發清洗命令，依據污穢等級做出清洗程度的判定，其中清洗程度決定了清洗時間和清洗水量。
[0021](3):巡檢機器人返回基站將紅外圖像傳輸給巡檢后臺進行存儲，巡檢及清洗完畢；
[0022](4):步驟(I)中，若存在路障，則巡檢機器人返回基站將路障信息告知巡檢后臺，由智能巡檢后臺下達清障命令，由車載清洗機器人出勤進行路障清理；所述車載清洗機器人由車載平臺、路障清理機和帶水沖洗機器人三部分組成。車載平臺為承載機器人及水射流機構可在變電站作業的無人駕駛車輛，同巡檢機器人一樣，依據磁導航技術及RFID技術對沖洗目標絕緣子進行跟蹤定位，承載機器人及射流機構，電瓶動力供電，滿足工作在各種電壓等級下變電站電磁場環境、大雨作業環境下連續作業的要求。帶水沖洗機器人末端手臂集成無接觸定位裝置，能夠對污穢程度超標的設備的需清洗的的位置進行準確定位。
[0023](5):步驟(2)中，若下發清洗命令，則車載清洗機器人接收清洗命令后出勤，車載清洗機器人行至需要清洗處，車載清洗機器人的清洗手臂對清洗位置定位、清洗，清洗完畢后，車載清洗機器人返回基站，告知巡檢后臺清洗完畢，由巡檢后臺告知巡檢機器人再次巡檢進行清洗檢測。車載清洗機器人集成無接觸定位裝置，且能接受信號隨時使整套機器人急停，控制邏輯可程序設定，并具有可靠的軟件限位保護和硬件限位保護，在主控計算機死機、系統故障(如突然斷電、突然停水、緊急停止等)情況下的緊急自動保護，斷電及緊急停止恢復后可選擇自鎖或回位到初始位置。
[0024]本發明工作時，智能巡檢機器人按預設周期出勤或通過遠端人工主動設置出勤命令，機器人按預先設定的巡檢路線進行設備的逐一巡檢，拍攝到固定角度的紅外、可見光圖片，機器人返回基站后將圖片傳輸給智能巡檢后臺，后臺進行圖像處理和分析，識別出污穢等級，如果污穢等級超過預設值，則下發清洗命令，車載清洗機器人接收到清洗命令，行駛到帶清洗的設備旁進行沖洗。
[0025]本發明變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法包括包括路障巡檢、設備紅外圖片獲取、污穢等級識別和路障、污穢清理四個方面。智能巡檢機器人接收智能巡檢后臺下發的指令出勤巡檢，依靠磁導航及路面RFID標識技術，實現無漏查巡檢，同時開啟磁導航超聲自動停障功能，若遇路障則返回基站，告知巡檢系統下發清障指令，車載清洗機器人接收到清障指令，到遇障點展開清除工作，最后返回基站，并將清障完畢命令傳輸給巡檢后臺，此時巡檢后臺再次下發污穢巡檢命令給智能巡檢機器人，智能巡檢機器人再次出勤，在預設檢測設備點進行紅外圖像獲取，逐一完成紅外圖像攝取后返回基站，并將紅外圖片傳輸給智能巡檢后臺，智能巡檢后臺接收并存儲巡檢機器人的圖像信息，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，實現對設備污穢等級的識別，記錄各設備的污穢等級，若識別出污穢等級較高需清洗的設備，可及時發生報警，并下發清洗命令，并且依據污穢等級做出清洗程度的判定，其中清洗程度決定了清洗機器人的清洗時間和清洗水量。
【權利要求】
1.一種變電站設備污穢巡檢、判定及清洗的全自動作業方法，其特征在于，包括以下步驟: (1):巡檢機器人由基站出發，巡檢機器人按預先設定的路線進行路況、設備巡檢，分析是否存在路障，若無路障則進行下一步； (2):巡檢機器人進行固定角度的紅外、可見光圖像的采集后返回基站將圖像信息傳輸給巡檢后臺，由巡檢后臺進行圖像處理和分析，識別出污穢等級，分析是否下發清洗命令，若不用下發清洗命令則進行下一步； (3):巡檢機器人返回基站將紅外圖像傳輸給巡檢后臺進行存儲，巡檢及清洗完畢； (4):步驟(I)中，若存在路障，則巡檢機器人返回基站將路障信息告知巡檢后臺，由智能巡檢后臺下達清障命令，由車載清洗機器人出勤進行路障清理； (5):步驟(2)中，若下發清洗命令，則車載清洗機器人接收清洗命令后出勤，車載清洗機器人行至需要清洗處，車載清洗機器人的清洗手臂對清洗位置定位、清洗，清洗完畢后，車載清洗機器人返回基站，告知巡檢后臺清洗完畢，由巡檢后臺告知巡檢機器人再次巡檢進行清洗檢測。
【文檔編號】G05D1/02GK103605365SQ201310549590
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】曾德華 申請人:成都賽康信息技術有限責任公司