電力自動化一直是中國電力行業(yè)發(fā)展的大趨勢，預(yù)計(jì)2020年能達(dá)到1100億的市場規(guī)模。而“智能電網(wǎng)”一直都是電力自動化的熱點(diǎn)話題之一，主要包括配電自動化、調(diào)度自動化、以及變電自動化三個方面。電力巡檢機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)電力自動化的重要部分，能夠有效降低人工成本，提高巡檢效率，減少錯誤。那么，電力巡檢機(jī)器人的市場競爭格局究竟是什么樣的呢？
請看，今天的在“智能電網(wǎng)”的大背景下，電力巡檢機(jī)器人行業(yè)競爭格局究竟如何？
一、電力巡檢機(jī)器人行業(yè)市場綜述
(一)電力巡檢機(jī)器人定義及分類
1.定義
電力巡檢機(jī)器人是電力特種機(jī)器人系列中的一種，主要用于代替人工完成變電站巡檢工作。電力巡檢機(jī)器人主要應(yīng)用于室外變電站，可對站內(nèi)變電設(shè)備開展紅外測溫、表計(jì)讀數(shù)、分合執(zhí)行機(jī)構(gòu)識別及異常狀態(tài)報(bào)警等功能，并提供巡檢數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳和數(shù)據(jù)分析、信息顯示和報(bào)表自動生成等后臺功能，是智能變電站運(yùn)維技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。
2.分類
電力巡檢可分為定期巡視、特殊巡視、夜間巡視以及故障巡視四種。
(1)定期巡視
線路在正常運(yùn)行情況下，按規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行巡視叫定期巡視或叫正常巡視，也稱周期巡視。定期巡視的目的在于經(jīng)常掌握線路各部件的運(yùn)行狀況及沿線情況，并搞好群眾性的護(hù)線工作。
定期巡視的周期一般為一個月。但根據(jù)線路的具體情況也可以延長或縮短周期.巡視周期確定后，未經(jīng)上級有關(guān)同意，不得改變巡視周期。每次按周期巡視的日期，前后誤差一般不應(yīng)大于5天。
定期巡視，一般都實(shí)行專人負(fù)責(zé)制(實(shí)行定人員，定線段，定時(shí)間)，即根據(jù)線路的長度，地形、地貌和交通情況，每兩人負(fù)責(zé)一定長度的線段，按規(guī)定的周期進(jìn)行定期巡視，并整理資料。
(2)特殊巡視
當(dāng)氣候發(fā)生突然變化(如氣溫、氣溫、暴風(fēng)雨、覆冰等)或遇自然災(zāi)害(地震、河水泛濫或森林起火)，線路過負(fù)荷運(yùn)行及其它特殊情況時(shí)，應(yīng)對全線或某幾段線路或某些部件進(jìn)行巡視，稱為特殊巡視。特殊巡視在于發(fā)現(xiàn)線路的異常現(xiàn)象及部件的變形損壞情況。
(3)夜間巡視
在線路正常運(yùn)行情況下，有些現(xiàn)象白天不容易發(fā)現(xiàn)，在夜間容易發(fā)現(xiàn)，所以要求在夜間進(jìn)行巡視，簡稱夜間巡視。夜間巡視主要是檢查導(dǎo)線連接器的發(fā)熱情況，絕緣子的污穢情況。因?yàn)榻^緣子的污穢或?qū)Ь€連接器接觸不良發(fā)生的火花放電以及導(dǎo)線電暈等現(xiàn)象，在夜間容易發(fā)現(xiàn)。
(4)故障巡視
當(dāng)線路發(fā)生故障跳閘時(shí)，應(yīng)立即組織巡視，叫故障巡視。故障巡視的目的在于及時(shí)查明線路發(fā)生故障的原因，找出故障位置并查明故障造成的破壞情況，以便準(zhǔn)備搶修器材和研究搶修辦法，并制定防止類似故障的措施。
每一條線路應(yīng)做好故障巡視分段表和示意圖，圖中標(biāo)明巡視時(shí)的停車地點(diǎn)、人員分散和接送的路線，以便發(fā)生故障時(shí)，無論何時(shí)都能及時(shí)組織人員迅速進(jìn)行巡視。
(二)電力巡檢機(jī)器人發(fā)展歷程
1.國外電力巡檢機(jī)器人發(fā)展歷程
(1)發(fā)展初期(1980-2000年)
電力巡檢機(jī)器人的早期研究主要集中在日本、美國等國家，早在1980年，日本就開始將移動機(jī)器人應(yīng)用于變電站中，采用磁導(dǎo)航方式，搭載紅外熱像儀，對154kV-275kV變電站的設(shè)備致熱缺陷進(jìn)行檢測；八十年代末期，日本研制出了地下管道監(jiān)控機(jī)器人，用于監(jiān)測275kV地下管網(wǎng)內(nèi)的溫度、濕度、水位、甲烷氣體、聲音、超聲、彩色視頻圖像等；九十年代，日本又研制出了渦輪葉片巡檢機(jī)器人，配電線路檢修機(jī)器人等應(yīng)用于不同場景的巡檢機(jī)器人。
(2)快速發(fā)展期(2000年至今)
進(jìn)入新世紀(jì)，歐美國家在巡檢機(jī)器人上的技術(shù)進(jìn)行了革新。2008年，巴西學(xué)者J.K.C.Pinto等人設(shè)計(jì)了一種配備WiFi和紅外熱像儀的高空滑行變電站巡檢機(jī)器人，對變電站電力設(shè)備的致熱點(diǎn)進(jìn)行檢測；美國研發(fā)的變電站檢測機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)電力設(shè)備自動紅外檢測，并使用檢測天線定位局部放電位置。2013年，加拿大研制出了一種檢測及操作機(jī)器人，采用GPS定位方式，在735kV變電站實(shí)現(xiàn)視覺和紅外檢測，并能遠(yuǎn)程執(zhí)行開關(guān)分合操作。新西蘭研制的電力巡檢機(jī)器人，采用GPS定位，具備雙向語音交互以及激光避障功能。
2.國內(nèi)電力巡檢機(jī)器人發(fā)展歷程
(1)發(fā)展初期(1999-2005年)
國內(nèi)針對巡檢機(jī)器人研究起步較晚，早期以國網(wǎng)下屬實(shí)驗(yàn)室、高等院校等機(jī)構(gòu)為主。上世紀(jì)90年代末，在國家“863計(jì)劃”支持下，武漢大學(xué)、中科院沈陽自動化所等高校先后開始研制巡線機(jī)器人，武漢大學(xué)成功研制出架空高壓輸電線路三種機(jī)型(單導(dǎo)線、多分裂導(dǎo)線和沿架空地線自主巡線)，沈陽自動化研究院于2012年研制出軌道式巡檢機(jī)器人，可在東北冬季天氣情況下實(shí)現(xiàn)全天候巡檢。1999年，電網(wǎng)山東省下屬電力科學(xué)研究院也開始變電站巡檢機(jī)器人研究，2002年成立電力機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室并同樣得到國家“863計(jì)劃”資金支持，并于2004年研制出臺功能樣機(jī)。
(2)快速發(fā)展期(2013年至今)
2013年國網(wǎng)集采開啟機(jī)器人大規(guī)模商業(yè)運(yùn)用，市場空間被打開。2013年變電站巡檢機(jī)器人進(jìn)入電網(wǎng)集采招標(biāo)目錄，并自此幾乎每年(2017年除外)都是國網(wǎng)集采產(chǎn)品。國網(wǎng)對變電巡檢機(jī)器人的采購，反映了市場對電網(wǎng)智能化輔助設(shè)備的需求，市場空間被打開。
我國目前正從勞動密集型向現(xiàn)代化制造業(yè)方向發(fā)展，振興制造業(yè)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)。近年來，電網(wǎng)和南方電網(wǎng)相繼推出電網(wǎng)信息化、智能化的目標(biāo)與計(jì)劃，在此大環(huán)境下，機(jī)器人巡檢將取代人工巡檢，市場前景廣闊
(三)電力巡檢機(jī)器人市場規(guī)模
電網(wǎng)自2013年開始對變電站巡檢機(jī)器人招標(biāo)，巡檢機(jī)器人市場開始進(jìn)入全面推廣階段。2013-2015年間，電網(wǎng)對變電站智能巡檢機(jī)器人集采數(shù)量分別為100、280、430臺，到2016年已投入運(yùn)行約1000臺，市場規(guī)模快速增長。2018-2020年國內(nèi)巡檢機(jī)器人市場總需求約為477億元，年均需求約159億：分別對應(yīng)變電站巡檢機(jī)器人9000臺，市場空間72億；配電站巡檢機(jī)器人8.1萬臺，市場空間405億元。
全國297個地級市大概有配電站30萬座，根據(jù)《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計(jì)劃(2015-2020年)》，2020年國內(nèi)配電自動化覆蓋率將達(dá)到90%，預(yù)計(jì)2020-2025年國內(nèi)室內(nèi)機(jī)器人年需求量超過10000臺。
電網(wǎng)在2013-2019年變電站機(jī)器人的招標(biāo)量呈現(xiàn)震蕩上升趨勢，2013年招標(biāo)量為100臺，2019年招標(biāo)量接近300臺。
下圖為2013-2019年電網(wǎng)變電站機(jī)器人招標(biāo)量：
另外有報(bào)告顯示，截至2019年，我國電力巡檢機(jī)器人市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到12億元。在特高壓及智能電網(wǎng)建設(shè)的推動下，到2023年，預(yù)計(jì)國內(nèi)電力巡檢機(jī)器人市場規(guī)模或?qū)⑼黄?0億元。在市場、政策等多方面積極因素影響下，電力巡檢機(jī)器人已然進(jìn)入了發(fā)展提速期，普及速度將進(jìn)一步加快。
(四)電力巡檢機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析
1.上游
電力巡檢機(jī)器人行業(yè)的上游環(huán)節(jié)分為三個部分：原材料、系統(tǒng)集成、核心零部件。其中原材料主要包括鋁合金等傳統(tǒng)材料以及碳纖維等新材料。核心零部件主要包括精密減速器、伺服電機(jī)以及控制器。
2.中游
電力巡檢機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)為機(jī)器人本體制造。主要負(fù)責(zé)對輸變電監(jiān)測產(chǎn)品、配電及自動化控制產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且還需對輸變電監(jiān)測、配電及自動化控制制定方案。涉及上市公司：朗馳欣創(chuàng)、科大智能、億嘉和、申昊科技、大立科技。
3.下游
處于行業(yè)下游的是終端客戶，在電力巡檢機(jī)器人行業(yè)中，終端客戶是電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)等。巡檢機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的客戶區(qū)域特征明顯。以地處江蘇的億嘉和為例，2017年億嘉和來自江蘇省的營收占總營收比重為73.73%，大客戶是江蘇省電力公司，占比為51.28%。客戶區(qū)域特征明顯與電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部區(qū)域發(fā)展不平衡有關(guān)，也和電網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)渠道的采購特征有關(guān)，是兩方面共同作用的結(jié)果。
二、電力巡檢機(jī)器人行業(yè)驅(qū)動因素分析
(一)機(jī)器人巡檢較人工巡檢優(yōu)勢明顯
人工巡檢重復(fù)工作，數(shù)據(jù)存檔及應(yīng)用繁瑣。機(jī)器人巡檢可以有效減少人工工作量，巡檢數(shù)據(jù)更具客觀性，除了個別因角度、位置等因素?zé)o法識別的設(shè)備外，巡檢數(shù)據(jù)識別較人工更有效。機(jī)器人巡檢單站應(yīng)用及疾控應(yīng)用方式均比人工巡檢便利，且更適合缺陷跟蹤。
(二)兩網(wǎng)加速融合，巡檢機(jī)器人持續(xù)受益
堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng) 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)深度融合是電力行業(yè)未來發(fā)展方向。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是基礎(chǔ)，支撐電力系統(tǒng)能源流的安全穩(wěn)定傳輸，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”各環(huán)節(jié)信息流采集和歸集處理。兩者深度融合，實(shí)現(xiàn)能源流、數(shù)據(jù)流和與業(yè)務(wù)流的三流合一，助力國網(wǎng)成為能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。
(三)滲透率不斷提升，行業(yè)市場潛力大
截至2017年底，室外機(jī)器人滲透率約為5%，室內(nèi)機(jī)器人滲透率約為1%。室外機(jī)器人方面，根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計(jì)，截至2017年底國內(nèi)110kv及以上的變電站數(shù)量超過20000個，2017年底全國室外機(jī)器人保有量為1000臺，若根據(jù)變電站配置為一機(jī)一站(即一個變電站配置一臺機(jī)器人)測算，滲透率僅為5%。室內(nèi)機(jī)器人方面，按平均每個地級市1000座配電站估計(jì)，全國297個地級以上城市(含4直轄市)大約擁有配電站30萬座，根據(jù)億嘉和2015-2017年銷售數(shù)量768臺，及三年平均約80%計(jì)算，國內(nèi)室內(nèi)巡檢機(jī)器人保有量為約不足1000臺，若根據(jù)配電站配置為一機(jī)二站(即兩個配電站適配一臺機(jī)器人)測算，滲透率僅約為1%。
三、電力巡檢機(jī)器人行業(yè)制約因素分析
(一)技術(shù)難關(guān)待突破，產(chǎn)品需進(jìn)行定制
目前對于大多數(shù)已投入運(yùn)行的電力巡檢機(jī)器人基本能夠完成對站內(nèi)一次設(shè)備的全面巡檢，但由于站內(nèi)直流系統(tǒng)及二次設(shè)備多位于變電站獨(dú)立的小室或是主控樓內(nèi)，需要對巡檢機(jī)器人進(jìn)行定制化，使其能夠完成對二次設(shè)備與直流系統(tǒng)完成巡檢，這會在一定程度上會制約行業(yè)發(fā)展。
惡劣天氣抗干擾力不強(qiáng)。在霧霾天氣中，采用激光制導(dǎo)的智能巡檢機(jī)器人可能會受到霧霾天氣的影響，同樣在大雪、大雨等惡劣天氣中也有類似的問題。巡檢機(jī)器人在巡檢過程中要借助遠(yuǎn)距離超聲聽障和近距離物體感應(yīng)裝置，避免巡檢機(jī)器人在巡檢過程中碰到障礙物而受到損壞。這將導(dǎo)致巡檢機(jī)器人可能將雜草等物體識別為障礙物，從而導(dǎo)致巡檢無法正常進(jìn)行直到電量用盡，此時(shí)還需要工作人員將其運(yùn)回充電處，消耗不必要的時(shí)間成本以及人力成本。
(二)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)薄弱，人才匱乏
隨著機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的不斷提升，以及產(chǎn)業(yè)化分工越來越細(xì)化，機(jī)器人研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)對上下游產(chǎn)業(yè)鏈的依賴逐步加深，由于中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，行業(yè)長期被國外企業(yè)壟斷，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展水平制約了電力巡檢機(jī)器人的發(fā)展速度，質(zhì)量以及產(chǎn)品核心競爭力。
電力巡檢機(jī)器人屬于多學(xué)科混合、技術(shù)密集型產(chǎn)品，且屬新興產(chǎn)業(yè)，對于研發(fā)人才、技術(shù)水平的深度和廣度均有很高的要求；同時(shí)，為確保電力產(chǎn)品售后服務(wù)與安全運(yùn)維，營銷服務(wù)人員也必須掌握相關(guān)技術(shù)。目前，精通相關(guān)領(lǐng)域的高素質(zhì)復(fù)合型人才較為匱乏，掌握先關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)的營銷服務(wù)人員也不多，因此技術(shù)人才和營銷人才的缺乏將在一定程度上制約行業(yè)發(fā)展。
(三)技術(shù)穩(wěn)定性不夠，且產(chǎn)品存在同質(zhì)化傾向
國內(nèi)電力巡檢機(jī)器人在技術(shù)穩(wěn)定性、拓展性等方面存在一定不足，自主移動、自主決策能力尚顯欠缺，要想實(shí)現(xiàn)真正的24小時(shí)無人值守依然困難重重。同時(shí)，電力巡檢機(jī)器人與5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合應(yīng)用還有待進(jìn)一步挖掘。
另一方面，國內(nèi)電力巡檢機(jī)器人行業(yè)發(fā)展較快，不免存在部分泡沫化問題，業(yè)內(nèi)企業(yè)在核心技術(shù)水平上參差不齊，產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量不夠穩(wěn)定，存在局部的“低端化”“同質(zhì)化”傾向。因而，電力巡檢機(jī)器人行業(yè)需要加快標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，切實(shí)規(guī)范行業(yè)整體發(fā)展。
四、電力巡檢機(jī)器人行業(yè)政策因素分析
2016年來，為推進(jìn)我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用推廣，政府出臺多項(xiàng)政策鼓勵我國機(jī)器人行業(yè)整體發(fā)展。早在2016年，、國家發(fā)展改革委、等三部委聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》，為“十三五”期間我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展描繪了清晰的藍(lán)圖。
五、電力巡檢機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢分析
(一)市場潛力巨大，機(jī)器人巡檢將替代人工巡檢
目前，我國電站數(shù)量持續(xù)增長，特高壓、智能電網(wǎng)建設(shè)繼續(xù)推進(jìn)，電力巡檢機(jī)器人發(fā)展空間廣闊。數(shù)據(jù)顯示，我國變電站數(shù)量超2萬座，全國各地大概有配電站30萬座。據(jù)此進(jìn)行估算，國內(nèi)變電站巡檢機(jī)器人市場規(guī)模將突破400億元，配電站巡檢機(jī)器人市場規(guī)模有望達(dá)到200億元。
國內(nèi)電力之一的國網(wǎng)公司正快速推動電力巡檢機(jī)器人的推廣應(yīng)用，應(yīng)用區(qū)域已經(jīng)覆蓋了廣西、浙江、江西、山東、北京、天津、廣東、山西等全國十幾個省、自治區(qū)和直轄市。在主要市場用戶的支持下，國內(nèi)電力巡檢機(jī)器人市場的快速增長也就有了保障。
(二)巡檢將進(jìn)入無人化、智能化時(shí)代
近年來，電力巡檢機(jī)器人開始愈發(fā)受到歡迎，出現(xiàn)在越來越多的國家和地區(qū)。電力巡檢機(jī)器人能夠代替人工完成大部分自動化巡檢工作，既具備了人工巡檢的便捷性，同時(shí)也克服了很多人工巡檢作業(yè)中的不足，可以24小時(shí)不間斷地監(jiān)測電力設(shè)備狀態(tài)，從而保障變電站等重要電力設(shè)備、設(shè)施的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
專家表示，在變電站、管道設(shè)施、橋梁隧道等潛在危險(xiǎn)場景中，無人化、智能化轉(zhuǎn)型是主流趨勢，巡檢機(jī)器人、巡檢無人機(jī)、管道機(jī)器人等智能裝備的應(yīng)用將會越來越普遍。總體來看，用電力巡檢機(jī)器人代替人工巡檢作業(yè)有著明顯價(jià)值，市場潛力值得期待。
(三)兩大電網(wǎng)快速推進(jìn)智能化發(fā)展，機(jī)器人是重要組成部分
近年來，電網(wǎng)和南方電網(wǎng)相繼推出電網(wǎng)信息化、智能化的目標(biāo)與計(jì)劃。以電網(wǎng)提出的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”為例，其結(jié)構(gòu)是以信息網(wǎng)絡(luò)與平臺化為基礎(chǔ)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和以電網(wǎng)可靠性為目標(biāo)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的結(jié)合。針對堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，機(jī)器人介入后以自動化監(jiān)控、識別、傳輸、響應(yīng)、檢修來替代人工，有望大幅提升電網(wǎng)傳輸?shù)目煽啃浴?br />
變電站/配電房巡檢系統(tǒng)(吊裝軌道式機(jī)器人)
設(shè)計(jì)方案
1、 項(xiàng)目背景
1.1傳統(tǒng)的人工巡檢難以適應(yīng)發(fā)展要求
目前電力公司對于所管轄的配電房、開關(guān)室，例行巡檢每月1次，紅外測溫巡測每月1次，全部依賴于人工巡視作業(yè)。在高負(fù)荷期間和有特殊保供電要求時(shí)，須增加巡檢頻次。
隨著近年來電網(wǎng)飛速發(fā)展，生產(chǎn)人員不足和巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出，而運(yùn)維一體化等工作在擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍的同時(shí)也給變電運(yùn)維工作提出了更高的要求，在這樣的形勢下，傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動記錄”的巡檢作業(yè)方式難以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。
機(jī)器人 (3).png
1.2電力巡檢機(jī)器人的研究意義重大
電力安全巡檢工作對保障電力安全生產(chǎn)至關(guān)重要。除人工巡檢以外，目前變電站/配電房內(nèi)通常采用數(shù)量有限的固定傳感器及固定監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行監(jiān)測，很難全面的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的檢測并獲得設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
通過智能軌道巡檢機(jī)器人的應(yīng)用，對減少工作量、提高操作維護(hù)效率和設(shè)備異常應(yīng)急處理速度有明顯的效果，主要體現(xiàn)在以下二個方面：
一是大大降低操作維護(hù)人員工作臺的強(qiáng)度。
二是縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。使用機(jī)器人檢測系統(tǒng)后，可為操作維護(hù)人員提供遠(yuǎn)程視頻，縮短處理時(shí)間。
智能軌道巡檢機(jī)器人可在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間對設(shè)備進(jìn)行多方位、多功能監(jiān)測并做出及時(shí)預(yù)警，對保障電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高設(shè)備巡檢效率與質(zhì)量、減少巡檢人員數(shù)量具有重要意義。
2、 電力軌道式智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1項(xiàng)目目標(biāo)
本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜紅外測溫、局放檢測、柜面及保護(hù)裝置信號狀態(tài)指示等的自動識別，繼保室保護(hù)屏柜壓板狀態(tài)、空開位置、裝置信號燈指示以及數(shù)顯儀表的自動識別讀數(shù)。并且采用無縫滑環(huán)型導(dǎo)軌取電，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷巡視，也可自定義周期和設(shè)備進(jìn)行特殊巡視。
智能軌道巡檢機(jī)器人可沿軌道精確定位檢測點(diǎn)，通過搭載的傳感器采集設(shè)備參數(shù)、環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、儀表的智能讀表以及信息傳輸?shù)裙δ埽嫒斯ぱ矙z方式，提高巡檢效率和安全性，達(dá)到“自動化減人”的目的。
2.2總體思路與技術(shù)路線
電科恒鈦?zhàn)冸娬?配電房巡檢機(jī)器人(吊裝軌道式)系統(tǒng)，是一款可定制室內(nèi)巡檢機(jī)器人，能夠在開閉所/配電房等室內(nèi)環(huán)境內(nèi)使用，通過搭載的圖像、紅外、聲音、氣體等多種傳感檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對電力電氣設(shè)備的智能化巡檢、監(jiān)測和預(yù)警等功能，有效提高運(yùn)營效率,降低運(yùn)營維護(hù)成本。同時(shí)，結(jié)合在人工智能、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，巡檢機(jī)器人還提供更多定制化服務(wù)。
其中，軌道巡檢機(jī)器人為采用軌道移動方式，搭載高清攝像機(jī)及紅外熱成像儀，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控與紅外熱成像診斷；集成有害氣體、煙霧、光照度、溫濕度等傳感器以及定位裝置，使用戶實(shí)時(shí)掌控電力環(huán)境。
智能軌道型電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要包括：
(1)感知層：通過機(jī)器人搭載環(huán)境檢測設(shè)備、紅外熱成像儀、高清攝像機(jī)，完成對室內(nèi)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行及環(huán)境狀態(tài)的采集；
(2)網(wǎng)絡(luò)層：對來自現(xiàn)場檢測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及工作參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上層信息管理層；
(3)應(yīng)用層：對感知層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和展示。
3、 總體技術(shù)要求
序號
功能
簡述
1、移動高清視頻監(jiān)控
實(shí)現(xiàn)配電房、開關(guān)室內(nèi)實(shí)時(shí)移動可見光/高清視頻監(jiān)控
2、表計(jì)識別
實(shí)現(xiàn)電力表記的自動識別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；狀態(tài)燈、開關(guān)柄位置、箱門開閉狀態(tài)的識別。
3、有毒、可燃?xì)怏w檢測
可以實(shí)時(shí)監(jiān)測甲烷、一氧化碳、硫化氫、氧氣等氣體濃度和煙霧，當(dāng)濃度不在安全范圍內(nèi)時(shí)在本地和遠(yuǎn)程中心管理平臺進(jìn)行聲光報(bào)警。
4、照明狀態(tài)識別
室內(nèi)滲水識別發(fā)現(xiàn)；室內(nèi)照明設(shè)備工作狀態(tài)識別；
5、紅外熱成像監(jiān)測
采用紅外熱成像監(jiān)測通過整個室內(nèi)進(jìn)行掃描式測溫，全面掌握設(shè)備溫度情況。自動巡檢過程中，自動發(fā)現(xiàn)溫度超限節(jié)點(diǎn)和區(qū)域，依照行業(yè)規(guī)范對巡檢設(shè)備進(jìn)行溫度檢測，對缺陷或故障進(jìn)行自動分析判斷，并預(yù)警。
6、關(guān)鍵點(diǎn)精確測溫
實(shí)現(xiàn)對母線接頭等關(guān)鍵點(diǎn)定點(diǎn)測溫
7、缺陷定點(diǎn)跟蹤測溫
實(shí)現(xiàn)對點(diǎn)或?qū)^(qū)域熱缺陷進(jìn)行定時(shí)定點(diǎn)巡檢，采集數(shù)據(jù)
8、環(huán)境檢測
實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)的溫度、濕度、漏水、環(huán)境噪音、設(shè)備工作噪音等環(huán)境信息的監(jiān)測
4、技術(shù)參數(shù)
性 能
參數(shù)
性 能
參數(shù)
載重
28kg
升降范圍
標(biāo)配2m(1~2m可選)
工作溫度
-10°C～+55°C / ≤90%
輸入/輸出電壓/功率
AC220V/DC24V、50Hz/120W
巡檢軌跡
巡軌道直線運(yùn)行
水平移動速度
10～15m/min
云臺載重
20kg
垂直升降速度
0.9～3.6m/min
供電方式
拖鏈保護(hù)式供電
定位方式
步進(jìn)電機(jī)編碼器定位
通信方式
PLC電力線載波通訊
通信帶寬
RJ45網(wǎng)線接口、10m/100m
升降云臺結(jié)構(gòu)
交叉套疊式
預(yù)置位數(shù)量
0-255
主機(jī)外形尺寸/重量
長70CM×寬40CM×高45CM/23KG
升降云臺外形尺寸/重量
長26CM×寬26CM×30CM
6～9KG
5、 軌道機(jī)器人功能特點(diǎn)
5.1.轉(zhuǎn)彎&爬坡能力強(qiáng)
智能巡檢機(jī)器人可沿軌道暢行，最小拐彎半徑可低至500mm，爬坡能力可達(dá)30°。機(jī)器人在經(jīng)過彎道、坡道等特定位置，在靠近這些路段10米處，機(jī)器人讀取RFID信息，機(jī)器人自動減速慢行，以保證機(jī)器人安全通過特殊路段，通過特殊路段后，又讀取到新的RFID信息后，機(jī)器人確定通過特殊路段，開始自動提速正常巡檢速度(10m/min)運(yùn)行。
5.2.靈活的檢測機(jī)構(gòu)
主檢測單元由高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、紅外熱像儀和高精度云臺等模塊組成。采用全鋁機(jī)身設(shè)計(jì)，耐候性強(qiáng)，采用全新的傳動系統(tǒng)，云臺定位精度高，0~360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，具備較大的保持力矩，不會因?yàn)閿z像機(jī)的震動而使云臺發(fā)生偏移。
5.3.數(shù)據(jù)分析與報(bào)表報(bào)告功能
中心報(bào)表系統(tǒng)能夠自動存儲、統(tǒng)計(jì)和智能分析處理海量數(shù)據(jù)，如巡檢點(diǎn)數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計(jì)，報(bào)警信息查詢與缺陷異常分析，環(huán)境記錄數(shù)據(jù)和紅外測溫?cái)?shù)據(jù)分析。所有報(bào)告及報(bào)表支持查詢、導(dǎo)出和打印。導(dǎo)出數(shù)據(jù)支持EXECL格式和文字格式，導(dǎo)出信息齊全，記錄準(zhǔn)確且完整，方便存儲、匯報(bào)、決策和作歸檔處理等。
6、 機(jī)器人運(yùn)行模式
6.1.自主巡檢——運(yùn)行人員根據(jù)巡檢時(shí)間、周期、路線、目標(biāo)、類型(紅外、可見光、局放等)靈活進(jìn)行任務(wù)定制，機(jī)器人按照定制任務(wù)進(jìn)行自主巡檢。
6.2.定點(diǎn)巡檢——運(yùn)行人員選擇部分設(shè)備進(jìn)行巡檢，系統(tǒng)自動生成巡檢路線并執(zhí)行定點(diǎn)任務(wù)。
6.3.遙控巡檢——運(yùn)行人員通過后臺手動控制界面，控制機(jī)器人執(zhí)行巡檢任務(wù)。
7、 結(jié)論
智能巡檢機(jī)器人是促進(jìn)電網(wǎng)智能化的創(chuàng)新手段。變電站檢測中遇到的緊急、困難、危險(xiǎn)、重復(fù)性工作，由變電站智能檢測機(jī)器人代替人工完成。巡檢機(jī)器人可攜帶紅外熱像儀、可見光CCD等相關(guān)變電所設(shè)備檢測裝置，在各種氣候條件下巡檢，按照固定的路線，自動識別電力設(shè)備內(nèi)部的熱缺陷、外部的機(jī)械或電氣問題(如異物、損傷、發(fā)熱等)。為操作員提供診斷電源。設(shè)備運(yùn)行中的隱患和故障前兆數(shù)據(jù)。通過人機(jī)界面，生成設(shè)備的歷史溫度曲線，提高設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可預(yù)測性，為基于狀態(tài)的維修或狀態(tài)評估提供有效的數(shù)據(jù)支持，從而減少事故的發(fā)生；不斷探索聲監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用。存儲診斷系統(tǒng)；不斷深化和推廣基于應(yīng)用機(jī)器人的運(yùn)行維護(hù)管理模式，有效提升核心管理水平。
