变电站巡检机器人技术规范书(通用部分)

变电站巡检机器人技术规范书（通用部分）版本号：2017版V1.0编号：中国南方电网有限责任公司2017年12月本技术规范书对应的专用部分目录目录1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4系统组成 (2)5技术要求 (2)6试验要求 (7)7检验规则 (18)8标志、包装、运输和贮存 (20)1 范围本规范书规定了变电站巡检机器人的术语和定义、机器人巡检系统的组成、技术要求、试验要求、检验规则及标志、包装、运输和贮存要求。

本规范书适用于变电站（换流站）户外机器人巡检装置及系统。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T 2423.3-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法GB/T 2423.10 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动（正弦）GB 4208 外壳防护等级（IP代码）GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T 17626.3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验DL/T 664-2008 带电设备红外诊断应用规范QC/T743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1变电站机器人巡检系统robot inspection system in substations由变电站巡检机器人、本地监控系统、远程集控系统、机器人室等部分组成，能够通过遥控或自动控制模式进行变电站巡检作业或远程视频巡视和指导的变电站巡检系统。

3.2变电站巡检机器人robot for the substation inspecting由移动载体、通讯设备和检测设备等组成的，采用遥控或自动控制模式，用于变电站设备巡检作业的移动巡检装置（以下简称机器人）。

3.3本地监控系统local monitoring system由计算机（服务器）、无线通讯设备、监控分析软件和数据库等组成，安装于变电站本地或移动终端的用于监控机器人运行的计算机系统。

3.4远程集控系统remote centralized control system用于集中监控、管理多个变电站的变电站机器人巡检系统的计算机系统。

3.5机器人室robot room安装有充电装置、自动门等设备，可以配合机器人实现变电站巡检机器人存放和全天候自动充电的设施。

3.6环境信息采集系统ambient information acquisition system由变电站温度传感器、湿度传感器以及风速传感器等环境信息采集终端组成。

3.7视觉伺服visual servo利用机器人摄像机拍摄的画面，对云台的方向进行调整，以提高拍摄目标在画面中位置的准确性。

4 系统组成变电站机器人巡检系统应配置变电站巡检机器人、本地监控系统、机器人室等。

5 技术要求5.1 环境条件5.1.1 机器人存储环境温度：-25℃～50℃；环境湿度：不大于85%。

5.1.2 机器人户外使用环境温度：-25℃～50℃；环境湿度：可在99%湿度条件下正常运行；最大风速：10级；最大积雪厚度：50mm，无覆冰；最小涉水深度：100mm。

最大降雨等级：暴雨5.2 机器人外观结构5.2.1 机器人表面应有保护涂层或防腐设计，外表应光洁、均匀，不应有伤痕、毛刺等缺陷，标识清晰。

5.2.2 机器人布置的电气线路应排列整齐、固定牢靠、走向合理，便于安装、维护，并用醒目的颜色和标志加以区分。

5.2.3 机器人外壳前后端应安装软性塑料，防止机器人故障后误撞人和设备。

5.3 机器人功能要求5.3.1 导航定位5.3.1.1 机器人应采用无轨导航方式，宜具备三维空间定位能力。

5.3.1.2 机器人应具有按照预先设定任务或路线自动行走和停止的功能。

5.3.1.3 机器人应具备动态巡检任务、路径规划功能。

5.3.1.4 机器人应具备便于使用的导航地图更新功能，当巡检环境发生变化，必要时可对导航地图进行局部调整，避免干扰导航定位。

5.3.2 基本检测功能5.3.2.1 机器人应规范搭载可见光、红外、噪声检测功能，另可灵活搭载超声、局放、紫外等检测设备，实现相应检测功能。

5.3.2.2 可见光检测可见光检测应具备如下功能：a)机器人应配备可见光摄像机，能对设备外观、开关分合状态及仪表指示等进行采集并将视频实时上传至本地监控系统。

上传视频分辨率至少达到高清规范（1080P），且分辨率可手动调整。

b)应能存储采集到的视频，支持视频的开始录像、停止录像、播放、停止、重启、抓图、全屏显示等功能。

c)最小光学变焦数30倍，可在30米距离外清晰识别表计刻度。

5.3.2.3 红外检测红外检测应具备如下功能：a)机器人应配备在线式红外热成像仪，能对一次设备的本体和接头的温度进行采集，并能将红外视频及温度数据实时传输至本地监控系统。

b)应能存储采集到的电力设备红外热图，并能从红外热图中提取温度信息，可自动追踪测量全屏最高温；点温度（多至10个可移动点）；区域温度（多至10个可移动区域）等。

c)红外检测设备成像像素不低于640×480，热灵敏度不低于0.08℃，测温精度不低于±1℃。

5.3.2.4 噪声检测噪声检测应具备如下功能：a)机器人应配置噪声采集设备，能够采集设备噪声，并能够实时上传至本地监控系统进行分析。

b)应能存储采集到的电力设备声音，并支持音频信息的可视化展示，包括声音的波形，声音的频域信息的展示等。

c)拾音设备灵敏度应不小于-30dB。

d)不应与语音对讲设备公用拾音设备，应能与语音对讲功能协调工作，不应相互干扰。

5.3.3 防碰撞机器人应具有障碍物检测功能，在行走过程中如遇到障碍物应及时停止并报警，指定时间内障碍物移除后应能恢复行走，指定时间障碍物未移除，应采取合理的避让策略。

5.3.4 防跌落机器人应具备防跌落检测功能，遇到可能出现跌落情形时应及时停止并报警，并采取合理的避让策略。

5.3.5 自动充电5.3.5.1 机器人应具备自动充电功能，在需要充电时能够自动返回机器人室，通过与机器人室内充电设备配合完成自动充电。

5.3.5.2 在电量较低时，控制各个模块供电，并返回充电，监控电池容量，预测电池寿命，容量低于限制时远程报警。

5.3.5.3 因自动充电而中断巡检任务时，充电完成后应能够根据设置恢复或停止巡检任务。

5.3.5.4 巡检机器人系统应具备充放电次数记录和展示功能。

5.3.6 双向语音对讲5.3.6.1 机器人应具有双向语音对讲功能，配有音频采集和播放设备，能通过安全的无线通信方式接入，与本地监控系统之间的全双工双向语音传输。

5.3.6.2 双向语音传输的语音质量和延迟应满足远程视频指导的要求。

5.3.7 辅助照明机器人应具备辅助照明功能，能保证在夜间或阴暗天气下正常运行。

5.3.8 状态指示机器人应具有状态指示功能，在作业时能提供状态信号。

5.4 本地监控系统功能要求5.4.1 人机交互5.4.1.1 机器人控制a)应提供遥控和自动控制两种对控制方式，并能在两种控制模式间任意切换，切换应不影响导航功能。

b)遥控功能应实现对机器人车体、云台、电源、可见光摄像机和红外热像仪的控制操作。

c)自动控制功能应实现机器人巡检任务编制、修改和任务人工或定时发送、中止功能。

5.4.1.2 电子地图应提供二维或三维电子地图功能，电子地图中应能显示变电站设备信息、机器人的位置、路径及实时运行状态，包括前进、后退、转动、停止等。

5.4.1.3 机器人状态信息应能显示、存储机器人相关信息，包括机器人驱动模块、机器人电源模块和机器人所处环境信息等。

5.4.1.4 数据采集及处理本地监控系统应能实时、可靠地接收变电站巡检机器人采集的图像、语音、数据等信息并进行处理。

5.4.1.5 对时本地监控系统应具备对时功能，本地监控系统为巡检机器人授时。

5.4.2 缺陷自动分析5.4.2.1 自动测温和分析a)应能自动在包含该设备的红外图像上标注出目标设备的区域，并自动对其温度进行分析。

b)应具备人工框选测温区域功能。

c)应能分析电流制热和电压制热型缺陷。

5.4.2.2 三相设备对比分析应能对采集到的三相设备温度进行温差分析，并进行自动判别和异常报警。

5.4.2.3 仪表自动读取应能对采集到的仪表设备图像进行分析，自动识别出仪表的读数，进行自动判别和异常报警。

5.4.2.4 开关状态识别应能对采集到的断路器、隔离开关、接地刀闸等设备图像进行分析，自动识别出断路器、隔离开关、接地刀闸等的分合、储能等状态。

5.4.3 缺陷辅助分析5.4.3.1 外观异常识别应能对采集到的设备图像进行分析，可识别出设备上存在的悬挂物或设备缺损等情况，进行自动异常报警。

5.4.3.2 声音异常识别应能对采集到的设备的声音进行分析，可识别出设备声音的异常变化，进行自动报警。

5.4.4 查询展示5.4.4.1 事项及查询应提供实时事项显示和历史事项查询功能，事项应根据报警级别、事项来源等分类显示。

5.4.4.2 巡检数据及查询a)应能存储采集到的可见光图像、红外图像、设备声音等巡检数据。

b)具备查询功能，并对查询到的数据按照设备类型、设备名称、最高温度等进行过滤，c)支持将查询到的数据生成报表进行打印输出。

d)应能根据查询的设备温度、表计读数等数据生成曲线，支持图表设置，曲线图放缩、打印、保存到数据库、生成报表等功能。

5.4.4.3 报表及查询a)应能自动生成设备缺陷报表、巡检任务报表、设备曲线报表。

b)应能查询生成的报表，具有过滤查询结果，支持打印、保存到数据库等功能。

5.4.5 系统接口5.4.5.1 环境信息接口应提供与环境信息采集系统的通讯接口，可采集如环境温度、环境湿度、环境风速等信息，并对红外采集系统进行环境因素的实时修正。

5.4.5.2 远程集控系统接口应提供与远程集控系统的通讯接口，提供远程集控系统对多个变电站进行远程集控的数据要求。

5.4.5.3 生产管理系统接口应提供生产管理系统的接口，能从生产管理系统获取设备实时数据，向生产管理系统上报设备状态及缺陷数据等信息。

5.4.5.4 变电站实时监控系统接口应提供与变电站实时监控系统接口，获取并展示设备实时数据。