CN109454643B - 一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人，包括一种变电站室内环境隐患识别方法和一种变电站室内环境隐患巡视机器人，所述巡视机器人包括底座、驱动轮和驱动电机，所述底座上设有传感器安装板和显示器，所述传感器安装板上设有环境温湿度传感器、臭氧传感器、负离子传感器和控制器，所述环境温湿度传感器与控制器电连接，所述臭氧传感器与控制器电连接，所述负离子传感器与控制器电连接，显示器与控制器电连接。本发明提供了一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人，可以对变电站室内进行巡逻，并且对环境隐患因素进行识别。

Description

一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人

技术领域

本发明涉及巡视机器人技术领域，尤其是涉及一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人。

背景技术

变电站巡视机器人在变电站的应用日趋广泛，专用于户内设备的巡视机器人也已经推广普及，利用强大的图像识别技术，巡视机器人已经可以做到对多种类型的仪表读数自动识别，大幅降低了人力巡检的工作量，然而现有技术的巡视机器人还存在一些不足，尤其是户内设备专用的巡视机器人，仅仅专注于仪表的抄录与红外测温，不能充分发挥巡视机器人强大的数据分析功能。户内设备的很多事故，都与外部环境因素的变化休戚相关，设备室温度过高、结露、小动物闯入等环境影响因素都是造成设备事故的重大成因，而现有技术的空调、温湿度报警器等由于安装位置固定，很难监测到整个设备室的环境情况，如果能有设备，对设备室的环境隐患因素进行实时监测，将能极大地提高变电站户内设备的运行可靠性，防范事故的发生。另一方面，设备室内部如果有设备绝缘子外绝缘故障，如污秽放电，如果有手段及时给出预警，也是防范事故的很好手段，然而现有技术很难办到。

中国专利申请公开号CN105762685B，公开日为2018年05月08日，名称为“一种变电站巡视机器人”， 发明公开了一种变电站巡视机器人，包括：轨道，其铺设在变电站中；实现对变电站电器原件的检测，且能及时处理电器原件过热的问题，有效的排出了变电站中的安全隐患。但是该专利仍无法检测小动物闯入、设备绝缘子外绝缘故障，且该机器人只能在固定的轨道内进行运动，运动范围小。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种变电站室内环境隐患识别方法及巡视机器人，可以对变电站室内进行巡逻，并且对环境隐患因素进行识别。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变电站室内环境隐患识别方法，包括以下步骤：

a.利用环境温湿度传感器采集配电室内的检测湿度；

b.利用负离子传感器采集配电室内的负离子检测浓度；

c.利用臭氧传感器采集配电室内的臭氧检测浓度；

d.对负离子浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度；

当检测湿度大于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度×（检测湿度*0.2+1）；

e.对臭氧浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度；

当检测湿度大于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度×（检测湿度*0.13+1）；

f.判断是否需要报警，判断依据如下：

负离子修正浓度>前一周平均负离子修正浓度1.2倍，

或臭氧修正浓度>前一周平均臭氧修正浓度1.2倍，

上述任意一个条件满足则判断为是，两个条件都不满足则判断为否；

g.若f步骤判断为是，则进行报警，若判断为否，则不进行报警。

通过上述步骤，可以对室内进行漏电判断。绝缘体破损会导致导体对空气放电，放电会导致空气中臭氧浓度与负离子浓度提高，通过检测设备室环境臭氧与负离子浓度，并根据经验公式将测得的臭氧以及负离子浓度经过环境温湿度数据的计算对比，能预计设备室内部设备的整体绝缘情况，分析出设备是否存在漏电事故的隐患。对于负离子而言，当空气湿度大于90%左右，因空气电导率提高，空气中正负离子容易中和，因此对于同等程度的空气放电，所激发出的负离子浓度会下降，因此需根据以上公式作补偿，对于臭氧，由于空气湿度增加后抽样的不稳定性增加，更容易还原为氧气，因此也需要补偿，通过实际的实验效果，对检测出的臭氧与负离子浓度进行适当补偿，以进一步提升对外绝缘放电检测的精度。所述步骤a、步骤b和步骤c的相对顺序可以调换，也可以同时进行，先后进行时各个步骤相对时间间隔不宜过长，最好在十分钟内完成。

作为优选，还包括以下步骤：

h.利用氨气传感器和红外热释电传感器判断配电室内是否有小动物；

i.若上述h步骤中判断有小动物，则开启超声波发生器，发出超声波，将其驱离；若判断没有小动物则不开启超声波发生器。

通过上述步骤，可以判断室内是否有小动物进入，并且根据判断结果打开超声波发生器对小动物进行驱赶。小动物会释放微量的氨气，通过氨气传感器可以捕捉到，同时配合红外热释电传感器判断是否有移动热源，两者结合可以提高判断的准确性。

一种变电站室内环境隐患巡视机器人，包括底座、驱动轮和驱动电机，所述底座上设有传感器安装板和显示器，所述传感器安装板上设有环境温湿度传感器、臭氧传感器、负离子传感器和控制器，所述环境温湿度传感器与控制器电连接，所述臭氧传感器与控制器电连接，所述负离子传感器与控制器电连接，显示器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。同时可以检测配电室内的臭氧浓度、负离子浓度，通过数据计算与分析，判断配电室内是否存在漏电的情况。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。所述控制器为单片机等任意常规控制器，其只需要实现数据输入与输出、简单的基本运算并将结果显示在显示器上的基本功能即可，不需要任何附加功能，属于现有技术。

作为优选，还包括第二安装座，第二安装座上设有探头安装板和丝杆螺母，探头安装板上设有高清摄像头，高清摄像头与控制器电连接，所述底座上设有第一安装座、升降电机和若干个导杆，所述第一安装座上设有与第一安装座转动连接的升降丝杆，所述导杆与第二安装座滑动连接；所述升降电机的输出轴与升降丝杆连接，升降丝杆与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与第二安装座固定。通过实施上述技术方案，技术人员可以通过在后台通过高清摄像头查看变电站内的情况，对现场情况进行人工判断，决定是否需要出动排查队伍，减少无必要的现场出勤。

作为优选，所述探头安装板上设有第一转轴和第二转轴，第一转轴与第二安装座转动连接，第二转轴与第二安装座转动连接，第一转轴和第二转轴的轴线处于同一直线上，所述第二安装座上设有转动电机，所述转动电机输出轴与第二转轴连接。通过实施上述技术方案，可以调整摄像头高度和角度，便于观察。

作为优选，所述探头安装板上还设有照明灯和红外摄像头，红外摄像头与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可以增加观察的清晰度和准确性，红外摄像头可以检测到局部过热的情况，与漏电检测结合，可以更加准确判断漏电情况。

作为优选，所述传感器安装板上设有氨气传感器、红外热释电传感器和超声波发生器，所述氨气传感器与控制器电连接，所述红外热释电传感器与控制器电连接，所述超声波发生器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。利用氨气传感器与红外热释电传感器相结合，能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，一旦检测到有小动物闯入，超声波发生器将打开，利用超声波驱赶小动物，利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增加驱赶效果。为了提升驱赶效果，超声波发生器声波功率不低于3W，频率宜在20-60KHz之间扫频。

本发明的有益效果是：（1）可以检测变电站室内是否存在漏电；（2）可以检测是否有小动物闯入并对其进行驱赶；（3）可以通过机器人远程查看变电站内各处情况；（4）全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。

附图说明

图1是本发明的主视图;

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的后视图。

图中：底座1、驱动轮2、传感器安装板4、升降电机5、第一安装座6、导杆7、升降丝杆8、第二安装座9、探头安装板10、第一转轴10.1、第二转轴10.2、高清摄像头11、转动电机12。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：

一种变电站室内环境隐患识别方法，包括以下步骤：

a.利用环境温湿度传感器采集配电室内的检测湿度；

b.利用负离子传感器采集配电室内的负离子检测浓度；

c.利用臭氧传感器采集配电室内的臭氧检测浓度；

d.对负离子浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度；

当检测湿度大于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度×（检测湿度*0.2+1）；

e.对臭氧浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度；

当检测湿度大于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度×（检测湿度*0.13+1）；

f.判断是否需要报警，判断依据如下：

负离子修正浓度>前一周平均负离子修正浓度1.2倍，

或臭氧修正浓度>前一周平均臭氧修正浓度1.2倍，

上述任意一个条件满足则判断为是，两个条件都不满足则判断为否；

g.若f步骤判断为是，则进行报警，若判断为否，则不进行报警。

通过上述步骤，可以对室内进行漏电判断。绝缘体破损会导致导体对空气放电，放电会导致空气中臭氧浓度与负离子浓度提高，通过检测设备室环境臭氧与负离子浓度，并根据经验公式将测得的臭氧以及负离子浓度经过环境温湿度数据的计算对比，能预计设备室内部设备的整体绝缘情况，分析出设备是否存在漏电事故的隐患。对于负离子而言，当空气湿度大于90%左右，因空气电导率提高，空气中正负离子容易中和，因此对于同等程度的空气放电，所激发出的负离子浓度会下降，因此需根据以上公式作补偿，对于臭氧，由于空气湿度增加后抽样的不稳定性增加，更容易还原为氧气，因此也需要补偿，通过实际的实验效果，对检测出的臭氧与负离子浓度进行适当补偿，以进一步提升对外绝缘放电检测的精度。所述步骤a、步骤b和步骤c的相对顺序可以调换，也可以同时进行，先后进行时各个步骤相对时间间隔不宜过长，最好在十分钟内完成。

还包括以下步骤：

h.利用氨气传感器和红外热释电传感器判断配电室内是否有小动物；

i.若上述h步骤中判断有小动物，则开启超声波发生器，发出超声波，将其驱离；若判断没有小动物则不开启超声波发生器。

通过上述步骤，可以判断室内是否有小动物进入，并且根据判断结果打开超声波发生器对小动物进行驱赶。小动物会释放微量的氨气，通过氨气传感器可以捕捉到，同时配合红外热释电传感器判断是否有移动热源，两者结合可以提高判断的准确性。

实施例2：

如图1、图2和图3所示，一种变电站室内环境隐患巡视机器人，包括底座1、驱动轮2和驱动电机，所述底座1上设有传感器安装板4和显示器，所述传感器安装板4上设有环境温湿度传感器、臭氧传感器、负离子传感器和控制器，所述环境温湿度传感器与控制器电连接，所述臭氧传感器与控制器电连接，所述负离子传感器与控制器电连接，显示器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。同时可以检测配电室内的臭氧浓度、负离子浓度，通过数据计算与分析，判断配电室内是否存在漏电的情况。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。

还包括第二安装座9，第二安装座9上设有探头安装板10和丝杆螺母，探头安装板10上设有高清摄像头11，高清摄像头11与控制器电连接，所述底座1上设有第一安装座6、升降电机5和若干个导杆7，所述第一安装座6上设有与第一安装座6转动连接的升降丝杆8，所述导杆7与第二安装座9滑动连接；所述升降电机5的输出轴与升降丝杆8连接，升降丝杆8与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与第二安装座9固定。通过实施上述技术方案，技术人员可以通过在后台通过高清摄像头11查看变电站内的情况，对现场情况进行人工判断，决定是否需要出动排查队伍，减少无必要的现场出勤。

所述探头安装板10上设有第一转轴10.1和第二转轴10.2，第一转轴10.1与第二安装座9转动连接，第二转轴10.2与第二安装座9转动连接，第一转轴10.1和第二转轴10.2的轴线处于同一直线上，所述第二安装座9上设有转动电机12，所述转动电机12输出轴与第二转轴10.2连接。通过实施上述技术方案，可以调整摄像头高度和角度，便于观察。

所述探头安装板10上设有照明灯和红外摄像头，红外摄像头与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可以增加观察的清晰度和准确性，红外摄像头可以检测到局部过热的情况，与漏电检测结合，可以更加准确判断漏电情况。

所述传感器安装板4上设有氨气传感器、红外热释电传感器和超声波发生器，所述氨气传感器与控制器电连接，所述红外热释电传感器与控制器电连接，所述超声波发生器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。利用氨气传感器与红外热释电传感器相结合，能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，一旦检测到有小动物闯入，超声波发生器将打开，利用超声波驱赶小动物，利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增加驱赶效果。为了提升驱赶效果，超声波发生器声波功率不低于3W，频率宜在20-60KHz之间扫频。

通过本发明可对变电站室内设备的重要环境隐患进行实时监控、对难以杜绝的小动物入侵隐患可起到有效的防范作用，还能对设备是否隐患给出预警，具体有益效果在于：

第一，本发明采用臭氧传感器和负离子传感器，通过检测设备室环境臭氧与负离子浓度，就能预计设备室内部设备的整体绝缘情况，放电会导致空气中臭氧与负离子浓度提高，通过经验公式将测得的臭氧以及负离子浓度经过环境温湿度数据的计算对比，就能大致分析出设备是否存在闪络事故的隐患。

第二，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。本发明利用氨气传感器与热释电传感器结合，就能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，同时还设置了超声波发生器，利用超声波驱赶小动物，效果好成本低。利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增强驱赶效果。

第三，可全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。本发明利用巡视机器人的移动作业特点，使其具备多点检测环境温湿度的能力，从而避免任何一个温湿度高点未被发现。

第四，可以通过机器人远程查看变电站内各处情况，避免误报，也能事先了解现场情况，避免不必要的出勤，提高出勤效率。

Claims (6)

1.一种变电站室内环境隐患识别方法，其特征是，包括以下步骤：

a.利用环境温湿度传感器采集配电室内的检测湿度；

b.利用负离子传感器采集配电室内的负离子检测浓度；

c.利用臭氧传感器采集配电室内的臭氧检测浓度；

d.对负离子浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度；

当检测湿度大于90%时，负离子修正浓度=负离子检测浓度×（检测湿度*0.2+1）；

e.对臭氧浓度进行修正，修正公式如下：

当检测湿度小于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度；

当检测湿度大于80%时，臭氧修正浓度=臭氧检测浓度×（检测湿度*0.13+1）；

f.判断是否需要报警，判断依据如下：

负离子修正浓度>前一周平均负离子修正浓度1.2倍，

或臭氧修正浓度>前一周平均臭氧修正浓度1.2倍，

上述任意一个条件满足则判断为是，两个条件都不满足则判断为否；

g.若f步骤判断为是，则进行报警，若判断为否，则不进行报警；

h.利用氨气传感器和红外热释电传感器判断配电室内是否有小动物；

i.若上述h步骤中判断有小动物，则开启超声波发生器，发出超声波，将其驱离；若判断没有小动物则不开启超声波发生器。

2.一种变电站室内环境隐患巡视机器人，其特征是，采用权利要求1中所述的一种变电站室内环境隐患识别方法，变电站室内环境隐患巡视机器人包括底座、驱动轮和驱动电机，所述底座上设有传感器安装板和显示器，所述传感器安装板上设有环境温湿度传感器、臭氧传感器、负离子传感器和控制器，所述环境温湿度传感器与控制器电连接，所述臭氧传感器与控制器电连接，所述负离子传感器与控制器电连接，显示器与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种变电站室内环境隐患巡视机器人，其特征是，还包括第二安装座，第二安装座上设有探头安装板和丝杆螺母，探头安装板上设有高清摄像头，高清摄像头与控制器电连接，所述底座上设有第一安装座、升降电机和若干个导杆，所述第一安装座上设有与第一安装座转动连接的升降丝杆，所述导杆与第二安装座滑动连接；所述升降电机的输出轴与升降丝杆连接，升降丝杆与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与第二安装座固定。

4.根据权利要求3所述的一种变电站室内环境隐患巡视机器人，其特征是，所述探头安装板上设有第一转轴和第二转轴，第一转轴与第二安装座转动连接，第二转轴与第二安装座转动连接，第一转轴和第二转轴的轴线处于同一直线上，所述第二安装座上设有转动电机，所述转动电机输出轴与第二转轴连接。

5.根据权利要求4所述的一种变电站室内环境隐患巡视机器人，其特征是，所述探头安装板上还设有照明灯和红外摄像头，红外摄像头与控制器电连接。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的一种变电站室内环境隐患巡视机器人，其特征是，所述传感器安装板上设有氨气传感器、红外热释电传感器和超声波发生器，所述氨气传感器与控制器电连接，所述红外热释电传感器与控制器电连接，所述超声波发生器与控制器电连接。

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