摘要：电力在我国的经济快速发展中占有重要的地位，是我国经济腾飞的重要驱动力。随着我国经济的快速发展，每个行业都迎来了快速发展的机会，进而对电力的需求也大幅度的增加，使得电网的规模不断扩大，电力系统越来越复杂。但同时，对电网生产的安全性、可靠性的要求也越来越高。变电站作为电网中重要节点，其安全稳定运行是关系到整个电网能否正常供电的重要一环。为了保证电力系统安全高效的运行，加强变电站巡检，对于减少故障发生，提高电力安全生产具有重要的意义。
关键词：低通滤波器设计变电站；挂轨机器人；智能巡检系统；技术研究
引言
构造变电站智能巡检生产系统合理的整体架构是为了达到全站前端各个子系统从数据收集、传输、智能分析和监控的目的。综合智能变电站在巡检过程中的实际需要，本系统主要分为前端页面呈现，后端数据分析和决策。为了实现对变电站在巡检生产中智能化控制，需要最终开发一套部署于站端的智能巡检生产平台。系统开发的平台采用“一个平台，多项应用”的设计思想，为运维人员及时获取变电站各类生产信息提供便捷。
防喷网1.变电站挂轨机器人智能巡检系统技术研究的重要意义
传统的变电站例行巡检主要是通过人工巡检的方式，主要是通过人的视觉和听觉和相关的手持测温和相关的检测仪器对相关设备进行判断。这样的巡检方式除了对人的用工要求高以外，也存在着相关的问题，例如人工巡检检查不到位、人的判断失误、检查结果不能数字化生成报表等等，不符合智能电网的发展方向。巡检机器人使用了机电一体化和网络通信技术，采用远程控制方式，克服了人工巡检的一系列问题。此外，巡检机器人代替了人力在高压环境下的工作，降低了人工巡检的作业风险。巡检机器人可以代替人力实现全天候、全自动巡检、全自动充电、全自动定位，对电力设备的外观、刀闸分合状态、压力表、电流表、噪音等进行自动采集，同时利用算法对采集到的数据进行对比和趋势分析，有效降低人力损耗，满足国家的智能化、无人化发展趋势，为变电站、交流站、电厂、无人站提供安全保障。静压实验
小型干扰芯片2.变电站挂轨机器人智能巡检系统结构
变电站挂轨机器人智能巡检系统由后台主机、各设备室挂轨机器人就地管理装置及各设备室的挂轨机器人组成，系统后台主机通过就地管理装置实现对各设备室机器人的控制、管
理，对机器人发布巡检任务和巡检路线。各设备室机器人通过就地管理装置将采集到的可见光图片信息、红外测温信息、局放信息上传到系统后台主机。系统后台主机对机器人上传的信息进行存储、分析、智能诊断、预警设备隐患，生成巡检报告并制定运维检修策略，为设备运维检修提供决策依据。系统主要采用有线通信，系统后台主机利用交换机通过以太网接入各设备室就地管理装置内载波模块，就地管理装置内载波模块利用滑触线接入挂轨机器人内的载波模块，挂轨机器人的主机以及检测仪器通过以太网接入本体载波模块，从而实现系统后台主机与挂轨机器人数据交互。系统传输带宽不小于60Mbps，保证了可见光高清图片、红外测温图片、巡检任务等数据的实时可靠传输。挂轨机器人智能巡检系统还提供远程数据访问接口，支持远程系统浏览机器人采集的数据信息。
3.变电站挂轨机器人智能巡检系统关键技术
3.1挂轨行驶驱动技术
挂轨机器人底盘采用轮式结构，其主要由电机、1个驱动轮、4组导向轮、4个弹簧装置以及定位标签读取装置组成。驱动轮安装在导轨下方紧贴导轨，电机拖动驱动轮行驶，驱动轮上装有计算行程的码盘用以记录机器人的行驶距离。定位标签读取装置可快速识别轨道
上的定位标签信息，及时修正机器人当前的位置信息。4组导向轮分别安装在轨道上、下两侧，上方的导向轮压在导轨上以支撑整个机器人。轨道上方的导向轮旁并排安装了一个弹簧装置，利用轨道外侧弹簧与内侧弹簧的水平压缩力调整驱动轮方向实现弯道转弯，保障机器人在弯道上平滑行驶。挂轨机器人通过控制电机转速实现了挂轨机器人行驶控制策略，可减小运动惯性引起的定位误差。挂轨机器人行驶控制策略逻辑如图2所示，挂轨机器人启动时首先根据巡检路线判断目标距离并控制行驶速度，距离巡检目标有超过2个定位标签时挂轨机器人快速行驶达到正常行驶速度，在经过与巡检目标最近的第2个定位标签时，挂轨机器人自动将行驶速度控制为正常速度的50%，在经过与巡检目标最近的一个定位标签时，挂轨机器人自动将行驶速度控制为正常速度的20%，到达巡检目标时即发停止制动命令。
3.2红外热像仪技术的应用
为了保证机器人的正常运行和正常导航，以及对机器人行走时对周边环境进行记录。该项目使用激光雷达进行导航和地图创建。对机器人周围的环境进行激光扫描，判断机器人的当前位置。如果激光雷达探测到不属于地图的物体，机器人将误判当前位置并停止运行，
以避免机器人与障碍物碰撞造成机器人或设备损坏。智能巡检机器人的主要功能之一是确定检测设备的温度。红外热成像技术的原理当自然界中大多数物体的温度高于绝对零度时，它会发出红外线，并将红外线转换为可见光来显示热的类型；本文将红外热像仪移植到移动机器人上，利用无线局域网技术对红外热像仪的背景进行分析。巡检机器人设计流程包括机械结构设计、无线通信技术、数据采集技术和自主导航技术；机器人的后台控制系统是使用Java语言编写的，其中采用数据库、对每个任务点位调度的算法、采集图像处理技术。为了便于机器人的硬件的更换和软件的修改，采用了模块化设计思想，期望智能巡检机器人逐步取代人工巡检，完成自动巡检任务。
3.3RTK的无人机定位技术的应用
实时动态差分法（Real-Time Kinematic，RTK）是常用的GPS定位方法，通过载波相位差分技术实现厘米级精度的实时定位。该文采用RTK技术，实现无人机的精准定位。750kV及以上电压等级的变电站，在电塔高度、设备种类、电气接线等方面更加复杂。利用无人机进行智能巡检需要更全面的考虑复杂环境的影响，主要障碍物是电气设备与电塔。点云数据是常用的一种数据结构，该数据包含了丰富的目标物体表面及细节信息。但每组点云
数据之间的联系却较为模糊，因此有必要通过建立相应的拓扑关系网络，明晰数据之间的关系，从而实现有效信息的快速获取。快速拓展随机树（Rapidly-exploring Random Tree，RRT）算法是解决轨迹规划问题的常见方法，在可行空间中进行随机选点。通过碰撞检测确定路径，能够适应复杂环境下无人机的轨迹规划。但由于RRT算法搜索的随机性，生成的路径通常不是最优的且存在众多冗余节点。分析RTK技术的原理，构建了变电站无人机智能巡检系统架构，采用八叉树模型实现变电站三维激光点云仿真建模，进一步提出基于改进RRT的无人机智能巡检轨迹规划方法。通过算例仿真表明，该文所提出的基于RTK的定位方法在X、Y与Z3个方向上均具有更小的定位偏差和标准差，能够提高无人机定位准确度。所提基于改进RRT算法的变电站智能巡检轨迹规划方法，能够在保证巡检范围的前提下缩减巡检路径长度，降低巡检成本。
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结束语
通过对变电站智能巡检生产系统技术的研究，提出和研发了变电站智能巡检生产系统的站端硬件结构设计方法以及系统的设计重点，构建了便捷实用的变电站智能巡检生产系统平台，实现了变电站的智能巡检。虽然本文的研究成果在变电站的检修管理智能化方面存在
着一定不足，但是对于解决传统变电站运维对人力资源高度依赖的问题，同时对变电站安全生产，运维效率和质量的提高意义重大。
参考文献
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