CN103605365B - 变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法，包括智能巡检机器人、巡检后台模块及车载清洗机器人，智能巡检机器人用于完成电力设备红外图像的采集，巡检后台主要为依据红外图像处理技术和红外专家图库进行污秽等级的识别和清洗命令的下发，车载清洗机器人主要为执行清洗命令。本发明由于集成了电力设备污秽巡检、等级识别和污秽清洗设备，实现了无人值守智能变电站的设备污秽的全方位智能化，红外图像识别技术、智能巡检机器人技术的应用，提高了该系统的可靠性和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站电力设备的巡检及维护方法，尤其涉及一种变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法。
背景技术
绝缘子污秽等级的检测因其安装位置的特殊性及分布区域的广泛性，多年来一直是电力系统绝缘在线监测的一门热门课程，有较多的检测方法被提出，主要包括等值盐密法、电压分布法、泄漏电流法、红外图像检测法等。其中红外图像检测法是通过对绝缘子热像图进行图像预处理和图像分析，应用绝缘子红外热像图中与污秽程度有关的特征量来区分其污秽程度，最终识别出设备的污秽等级。
随着智能电网技术的推进和无人值守变电站的增多，基于室外机器人移动平台，携带检测设备进行设备巡检的智能系统成为了电力设备研究的主流之一，国家电力机器人技术实验室在国家“863计划”的支持下，分别研发出第一、二、三、四代智能巡检机器人，系统性能和可靠性显著提高。
针对变电站设备污秽清洗，我国也研发出带电干清扫设备有便携式软轴连接高压带电清扫杆和叉车配套型高压带电自动清扫机等。前者需人工把持清扫杆操作，劳动强度大，适用电压等级低，清扫高度低；后者要靠叉车的移动来调整清扫方向和距离，操作不方便，自动化相对较低。山东电力研究院研制的高压带电作业机器人通过主从手对输配电线路进行维护抢修。在“863”计划的资助下，上海交通大学机器人研究所相继研究开发了第一、第二代220/330kV“高压带电清扫机器人”，而且第二代机器人能够适应在狭窄空间作业和灵活移动的要求，具有稳固的作业支撑平台。
申请号为201520003272.7的中国专利，一种无人值守变电站绝缘子污秽在线监测系统；申请号为200610085297.1的中国专利，一种绝缘子带电清扫装置；分别就变电站设备的污秽检测和清扫相关作出了发明创造，使得目前，变电站设备的污秽检测、识别和清扫均可分别实现，可是仍未提出一种应用在无人值守变电站内的设备污秽巡检、等级判定及自动清洗的全自动一体化作业系统。各系统独立工作，因此并不能满足距变电站的智能化集成化的要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题，实现变电站设备污秽巡检智能化而提供一种变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法包括以下步骤：
(1)巡检机器人由基站出发，巡检机器人按预先设定的路线进行路况、设备巡检，分析是否存在路障，若无路障则进行下一步；
(2)：巡检机器人进行固定角度的红外、可见光图像的采集后返回基站将图像信息传输给巡检后台，由巡检后台进行图像处理和分析，识别出污秽等级，分析是否下发清洗命令，若不用下发清洗命令则进行下一步；
(3)：巡检机器人返回基站将红外图像传输给巡检后台进行存储，巡检及清洗完毕；
(4)：步骤(1)中，若存在路障，则巡检机器人返回基站将路障信息告知巡检后台，由智能巡检后台下达清障命令，由车载清洗机器人出勤进行路障清理；
(5)步骤(2)中，若下发清洗命令，则车载清洗机器人接收清洗命令后出勤，车载清洗机器人行至需要清洗处，车载清洗机器人的清洗手臂对清洗位置定位、清洗，清洗完毕后，车载清洗机器人返回基站，告知巡检后台清洗完毕，由巡检后台告知巡检机器人再次巡检进行清洗检测。
本发明的有益效果在于：
本发明集成了基于红外图像识别和智能巡检机器人技术的变电站设备污秽巡检、等级判定及自动清洗为一体，实现了变电站电力设备污秽处理的智能化。红外图像识别技术的在污秽等级识别过程中的应用，具有非接触、安全、可靠等优点，同时具有良好的抗干扰性和准确性，对于绝缘子等安全运行的维护以及绝缘子污闪的预防具有积极地意义。智能机器人的应用，是智能化无人值守变电站不可缺少的部分，它有效地避免了人工巡检存在的劳动强度大，工作效率低、检测质量分散、管理成本高等问题。
附图说明
图1为本发明所述变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示：本发明变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法包括以下步骤：
(1)：巡检机器人由基站出发，巡检机器人按预先设定的路线进行路况、设备巡检，分析是否存在路障，若无路障则进行下一步；本发明所述智能巡检机器人基于自主导航、精确定位、自动充电的室外全天候移动平台，集成可见光、红外传感器；基于磁轨迹和路面特殊布置的无线射频标识(RFID)标签，实现巡检机器人的最优路径规划和双向行走，且无漏查；巡检完成后，将被检测设备的图像传输给巡检后台系统。所述智能巡检机器人底部的左右两侧对称安装2个RFID读卡器，路口处和设备点均安装有RFID标识，机器人行驶过程中读到任一RFID标识时，均能识别出自身的位置和行走方向。工作时，智能巡检机器人及承载清洗机器人的车辆沿固定的磁轨迹行驶，在路口处设有路口RFID标签，十字路口，丁字路口，拐弯处，在每一待测设备处均设有一个监测点RFID标签。依据磁导航及RFID标识技术，智能巡检机器人及承载清洗机器人的车辆便能识别出自身的位置和行走方向，实现自主导航。智能巡检机器人运行至待测点时，其携带的云台运行至预设位，可见光、红外摄像机开始工作，并将图片存贮下来。巡检机器人具有磁导航超声自动停障功能，若遇到障碍，便返回基站，下达路面清障命令，待清障结束后，开始新的巡检。
(2)：巡检机器人进行固定角度的红外、可见光图像的采集后返回基站将图像信息传输给巡检后台，由巡检后台进行图像处理和分析，识别出污秽等级，分析是否下发清洗命令，若不用下发清洗命令则进行下一步；所述智能巡检后台系统包括图像存储模块、图像分析模块和下发命令模块三个部分，智能巡检后台接收并存储巡检机器人的图像信息，所述巡检后台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，实现对设备污秽等级的识别，记录各设备的污秽等级，若识别出污秽等级较高需清洗的设备，可及时发生报警，并下发清洗命令，依据污秽等级做出清洗程度的判定，其中清洗程度决定了清洗时间和清洗水量。
(3)：巡检机器人返回基站将红外图像传输给巡检后台进行存储，巡检及清洗完毕；
(4)：步骤(1)中，若存在路障，则巡检机器人返回基站将路障信息告知巡检后台，由智能巡检后台下达清障命令，由车载清洗机器人出勤进行路障清理；所述车载清洗机器人由车载平台、路障清理机和带水冲洗机器人三部分组成。车载平台为承载机器人及水射流机构可在变电站作业的无人驾驶车辆，同巡检机器人一样，依据磁导航技术及RFID技术对冲洗目标绝缘子进行跟踪定位，承载机器人及射流机构，电瓶动力供电，满足工作在各种电压等级下变电站电磁场环境、大雨作业环境下连续作业的要求。带水冲洗机器人末端手臂集成无接触定位装置，能够对污秽程度超标的设备的需清洗的的位置进行准确定位。
(5)：步骤(2)中，若下发清洗命令，则车载清洗机器人接收清洗命令后出勤，车载清洗机器人行至需要清洗处，车载清洗机器人的清洗手臂对清洗位置定位、清洗，清洗完毕后，车载清洗机器人返回基站，告知巡检后台清洗完毕，由巡检后台告知巡检机器人再次巡检进行清洗检测。车载清洗机器人集成无接触定位装置，且能接受信号随时使整套机器人急停，控制逻辑可程序设定，并具有可靠的软件限位保护和硬件限位保护，在主控计算机死机、系统故障(如突然断电、突然停水、紧急停止等)情况下的紧急自动保护，断电及紧急停止恢复后可选择自锁或回位到初始位置。
本发明工作时，智能巡检机器人按预设周期出勤或通过远端人工主动设置出勤命令，机器人按预先设定的巡检路线进行设备的逐一巡检，拍摄到固定角度的红外、可见光图片，机器人返回基站后将图片传输给智能巡检后台，后台进行图像处理和分析，识别出污秽等级，如果污秽等级超过预设值，则下发清洗命令，车载清洗机器人接收到清洗命令，行驶到带清洗的设备旁进行冲洗。
本发明变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法包括包括路障巡检、设备红外图片获取、污秽等级识别和路障、污秽清理四个方面。智能巡检机器人接收智能巡检后台下发的指令出勤巡检，依靠磁导航及路面RFID标识技术，实现无漏查巡检，同时开启磁导航超声自动停障功能，若遇路障则返回基站，告知巡检系统下发清障指令，车载清洗机器人接收到清障指令，到遇障点展开清除工作，最后返回基站，并将清障完毕命令传输给巡检后台，此时巡检后台再次下发污秽巡检命令给智能巡检机器人，智能巡检机器人再次出勤，在预设检测设备点进行红外图像获取，逐一完成红外图像摄取后返回基站，并将红外图片传输给智能巡检后台，智能巡检后台接收并存储巡检机器人的图像信息，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，实现对设备污秽等级的识别，记录各设备的污秽等级，若识别出污秽等级较高需清洗的设备，可及时发生报警，并下发清洗命令，并且依据污秽等级做出清洗程度的判定，其中清洗程度决定了清洗机器人的清洗时间和清洗水量。
Claims (1)
1.一种变电站设备污秽巡检、判定及清洗的全自动作业方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）：巡检机器人由基站出发，巡检机器人按预先设定的路线进行路况、设备巡检，分析是否存在路障，若无路障则进行下一步；
（2）：巡检机器人进行固定角度的红外、可见光图像的采集后返回基站将图像信息传输给巡检后台，由巡检后台进行图像处理和分析，识别出污秽等级，分析是否下发清洗命令，若不用下发清洗命令则进行下一步；
（3）：巡检机器人返回基站将红外图像传输给巡检后台进行存储，巡检及清洗完毕；
（4）：步骤（1）中，若存在路障，则巡检机器人返回基站将路障信息告知巡检后台，由智能巡检后台下达清障命令，由车载清洗机器人出勤进行路障清理；
（5）：步骤（2）中，若下发清洗命令，则车载清洗机器人接收清洗命令后出勤，车载清洗机器人行至需要清洗处，车载清洗机器人的清洗手臂对清洗位置定位、清洗，清洗完毕后，车载清洗机器人返回基站，告知巡检后台清洗完毕，由巡检后台告知巡检机器人再次巡检进行清洗检测。
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