智易時代變電站與換流站智能巡檢解決方案

智易時代變電站與換流站智能巡檢解決方案

一、方案背景

傳統人工巡檢模式存在作業強度大、環境風險高、檢測標準不統一、缺陷漏檢率高的痛點，已難以滿足高壓電網、特高壓換流站無人值守、少人值守的發展需求。隨著人工智能、機器人技術與傳感技術的成熟應用，多品類智能巡檢機器人的協同部署，可實現變電站、換流站全場景、全時段的自動化巡檢，大幅提升設備缺陷發現效率，降低運維人員勞動強度與作業風險，保障電網核心設備的安全穩定運行。本方案針對變電站與換流站不同場景特性，匹配對應機器人巡檢方案，明確功能定位與巡檢標準，構建空地一體、覆蓋全域的智能巡檢體系。 

二、變電站智能巡檢方案

變電站設備分布涵蓋室外開闊高壓場地、室內封閉配電室、地下電纜隧道與非結構化狹窄區域，需根據不同場景地形特征、設備類型部署對應類型的巡檢機器人，實現分層分區覆蓋。

（一）輪式巡檢機器人（室外開闊區域）

輪式巡檢機器人主要部署于220kV及以上電壓等級的室外高壓場地，適配開闊平整的作業地形，具備自主導航避障、全自動化作業能力，核心功能與巡檢內容如下：

·       紅外測溫：自動規劃巡檢路徑，對主變壓器、斷路器、隔離開關、母線接頭、電流電壓互感器等核心發熱部位進行逐點掃描測溫，系統預設溫差閾值，當檢測部位與同工況同類設備溫差＞5℃時，自動觸發異常報警，并生成溫度曲線存檔。

·       表計讀數識別：通過高清可見光相機采集儀表圖像，依托AI圖像識別算法讀取電流、電壓、主變油位、SF6氣壓等各類儀表數值，識別誤差控制在5%以內，替代人工完成讀數記錄，實現數據自動存檔與趨勢分析。

·       設備外觀異常識別：通過AI視覺算法自動識別設備外觀缺陷，包括套管裂紋、設備本體滲漏油、絕緣子放電痕跡、金具銹蝕變形等異常，發現缺陷自動拍照標記位置。

·       局部放電檢測：機器人搭載特高頻局部放電傳感器，可沿巡檢路徑對高壓設備進行不間斷局放檢測，準確定位電暈放電、懸浮放電等異常放電源，提前發現設備絕緣缺陷。

（二）掛軌式巡檢機器人（室內固定場景）

掛軌式巡檢機器人依托預制固定軌道部署，適配室內配電室、控制室、換流站管廊等線性場景，可沿預設軌道連續自動開展巡檢，核心巡檢內容如下：

·       開關柜狀態監測：讀取開關柜內集成的溫濕度數據、面板電流顯示數值，通過視覺識別檢測開關柜柜門是否處于關閉狀態，發現柜門未關、溫濕度超閾值及時報警。

·       電纜夾層巡視：對電纜夾層內的電纜接頭進行紅外測溫，識別電纜絕緣層老化、破損缺陷，同時監測夾層環境是否存在積水、遺留施工工具等異物異常。

·       消防與安防聯動：機器人接入站內消防告警系統，當站點觸發煙霧報警時，可自動沿軌道快速行進至告警區域，上傳現場實時視頻畫面，輔助運維人員快速確認警情，提升應急響應效率。

（三）輪足式機器人（非結構化地形場景）

輪足式機器人具備強越障能力，可適配樓梯間、不平坦地面、設備密集狹窄空間等非結構化地形，解決傳統輪式機器人通行受限的問題，核心巡檢內容如下：

·       地下電纜隧道巡檢：進入電纜隧道開展常態化巡檢，完成電纜接頭紅外測溫與局部放電檢測，自動識別電纜本體過熱、絕緣破損等異常缺陷。

·       狹窄空間深入檢查：可進入輪式機器人無法到達的設備底部、墻角間隙等狹窄區域，完成設備底部滲漏油、附件松動等隱蔽缺陷檢查，消除巡檢盲區。

·       多模態數據融合采集：融合可見光視覺、紅外熱成像、聲紋傳感多模態數據，通過多特征融合算法提升缺陷識別準確率，降低單一檢測方式的漏檢概率。

（四）智能驅離型機器人（全域安防巡檢）

智能驅離型機器人在完成常規設備巡檢的基礎上，集成動物驅離與異物預警功能，解決變電站內小動物入侵引發設備短路的風險，核心功能如下：

·       常規設備狀態監測：完成對應責任區域內的設備紅外測溫、表計讀取、外觀檢查等基礎巡檢任務，滿足常規運維需求。

·       動物入侵識別與自動驅離：通過AI視覺識別鳥類、蛇、鼠等入侵站內的小動物，自動啟動激光威懾、超聲波驅離、高分貝汽笛警示等分層驅離手段，將小動物驅逐出設備區域，避免引發設備故障。

·       異物入侵預警：自動識別掛落于母線、設備上的風箏、塑料袋等漂浮異物，及時觸發預警通知運維人員處置，避免異物引發短路跳閘事故。 

三、換流站智能巡檢方案

換流站作為特高壓直流輸電的核心節點，設備類型多、場景復雜度高，包含室外直流場、室內閥廳、地下管廊、高空輸電線路等多類場景，需采用復合部署與協同巡檢模式滿足巡檢需求。

（一）輪式+掛軌復合部署方案

根據換流站室內外不同場景特性，采用輪式與掛軌機器人組合部署，實現全域覆蓋：

·       室外直流場區域：部署輪式巡檢機器人，完成平波電抗器、避雷器、直流隔離開關等室外設備的常態化巡檢，開展紅外測溫、外觀檢查、閥值報警等標準化作業。

·       室內閥廳、控制室、管廊區域：部署掛軌式巡檢機器人，沿預設軌道實現連續穩定監測，對閥廳設備溫度、控制屏參數、管廊環境狀態進行不間斷巡檢，保障核心控制區域設備穩定運行。

（二）四足機器人（復雜地形精密檢測）

四足機器人具備優異的越障與地形適應能力，可用于閥廳周邊、冷卻系統管道區等地形復雜區域，輔助開展精密檢測作業，核心任務包括：

·       換流變壓器油色譜數據輔助核查：通過紅外熱成像與可見光圖像聯動檢測，結合油色譜在線監測數據，輔助判斷換流變壓器內部潛伏性過熱、放電故障，提升故障預判準確性。

·       冷卻系統巡檢：對換流閥冷卻系統的油泵、風扇進行運行狀態檢查，通過視覺識別確認管道閥門開閉狀態正確，通過聲紋檢測判斷油泵風機是否存在異常振動異響，保障冷卻系統正常運行。

·       閥廳密封性檢查：監測閥廳空調除濕系統的運行參數，實時采集閥廳內部環境濕度，確保濕度控制在40%-55%的標準范圍內，避免濕度過高引發設備絕緣故障。

（三）無人機+機器人空地協同巡檢

采用無人機與地面機器人協同作業模式，構建“廣域快巡+重點精檢”的立體巡檢體系，適配換流站輸電線路與應急場景需求：

·       換流站出線輸電線路巡視：依托無人機開展高空線路巡檢，替代巡線工攀爬高塔、穿越復雜地形，高效排查鐵塔金具、絕緣子、線路本體的缺陷，降低高空作業風險。

·       應急場景快速勘察：在汛期、山林火情、覆冰冰雪等應急場景下，無人機可快速抵近事故區域開展勘察，快速掌握現場整體情況，為運維人員制定應急方案提供依據，避免人員盲目進入危險區域。

·       地面機器人精準復檢：無人機完成廣域排查發現異常點位后，由地面機器人對異常點位開展近距離精準檢測，確認缺陷類型與嚴重程度，形成完整的巡檢閉環。 

四、方案優勢

五、實施建議

1. 分階段部署：優先完成核心區域室外高壓場地、室內配電室的機器人部署，逐步拓展至電纜隧道、閥廳等區域，最后搭建空地協同體系，降低項目實施風險。

2. 數據對接：實現智能巡檢系統與現有變電站、換流站運維管控平臺的數據對接，將巡檢數據、告警信息統一納入現有運維體系，避免形成信息孤島。

3. 算法迭代：基于現場實際缺陷數據持續優化AI識別算法，針對站點設備類型調整檢測閾值，不斷提升缺陷識別準確率，適配站點個性化需求。