智能巡检系统在电力行业中的应用研究

　　摘要：智能化巡检系统的产生和应用有效改变了当下我国传统电力行业人工巡检可靠性低、人力成本高、检查效率不高的问题。当下随着高新技术的应用，智能巡检机器人的能力也越来越强大，通过对智能巡检机器人安装气体、温度传感器以及高清摄像头等，使智能巡检机器人能够做到“望闻问切”，并利用当下先进的计算机技术，使其具有一定的识别能力和学习能力，进而更加出色的代替人工检查，大大提升了整个电力行业的稳定性，因此智能巡检机器人在我国电力行业中得到了广泛的应用。本文就传统电力巡检方式存在的问题进行分析，结合智能巡检系统所应用的前沿科技，对智能巡检系统在电力行业的运用进行展望，以期能为相关工作人员提供理论参考。

　　引言：

　　随着当下智能化技术要不断进步和发展，智能化设备的稳定性有了明显的提升，因此越来越多的企业也开始将智能巡检技术应用到企业内部巡检中，而不同的行业对智能巡检的需求也存在一定的差距，所以化工、电力等行业也结合自身的需求不断开发巡检机器人的新功能，也促使智能巡检系统逐渐完善。

　　1、人工电力线路巡检模式存在的问题

　　1.1 巡检手段单一

　　人工电力巡检对工作人员的专业性要求较高，而且巡检的手段相对较为单一，巡检人员只能使用望远设备来进行观察，这种检查方式一般只能发现表面的问题，而对于电力系统内部运行存在问题的处理存在一定的滞后性。例如杆塔瓶口上部由于观测角度大且观测距离较远，所以通过人工巡查很难发现问题所在，导致最终的巡查结果出现严重的偏差，大大增加了电力系统运行问题发生的概率。

　　1.2 维护人员无法满足线路增长需求

　　近些年来由于人们生活水平的提升以及各种电气设备的增加，使得我国220kV 以上的电压等级输出线路长度不断增加，并且据相关调查显示未来电线长度的增长率每年约在6%左右，而相较于不断加快的线路增长速度来看，电力企业维护人员的数量却没有明显的提升。其主要原因是由于当下人工成本越来越高，电力企业为了控制运行成本，而不会直接引入大量的维护人员，这就造成维护人员无法完全维护当下所有的线路，严重影响了线路运行的效果。

　　1.3 数据管理分散

　　目前电力企业的巡检工作大多都是由运维部门进行管理和统计，但巡检的整体数据却没有及时同其他部门分享，而且电力企业内部也没有将不同部门的数据进行整合，这不仅严重影响了信息的多维度利用，而且由于信息过于分散也影响了信息的价值，其无法给工作人员提供有效的数据支持，严重影响了部门决策管理的质量。

　　2、电力行业智能巡检系统的种类

　　2.1 移动式智能巡检

　　移动式智能巡检主要是依靠智能机器人以及无人机等设备来实现对设备的巡检，该巡检模式也是最早将机器人应用到智能巡检系统中，并且随着技术的发展该巡检方式也逐渐被完善。例如2005 年在机器人中应用红外成像光谱技术，有效提高了智能机器人的识别能力。2008 年将机械结构以及优化算法应用到机器人中，有效提升了智能机器人的信息处理能力，并使智能机器人具有较高的灵活性，所以机器人能够快速识别并跨越多种障碍物。智能机器人是当下电力系统中广泛应用的智能巡检技术之一，对一些危险的地方采用智能机器人进行巡检，可以有效避免对工作人员的生命安全造成威胁，有效提升整个电力巡检的质量。除此之外，为了提高数据的准确性和及时性，还可以在巡检机器人上搭载传感设备，实现将数据信息及时传回数据中心，提升数据的收集速度【1】。

　　2.2 固定式智能巡检

　　固定式智能巡检系统简单来说就是巡检系统是固定在待巡检区域附近，其主要是通过摄像头、红外探测仪以及烟雾传感器等设备来实现对一定区域内的设备状态进行检测，并将检测后的数据传递到数据处理中心。相较于移动式巡检系统来说，固定式巡检系统的检测范围有限，所以若采用固定式智能巡检方式需要投入大量的设备。但固定式巡检系统对周围环境的要求相对较低，所以在地面崎岖的场所可以采用固定式设备来进行监控。例如在对水电站进行监测的过程中，由于水电站所处的位置相对较为特殊，若采用可移动智能巡检设施，其对机器人识别路障的要求能力较高，这大大增加了研发成本和技术要求，所以可以采用固定式巡检设施来达到数据收集和巡检的作用。

　　3、智能巡检系统在电力行业中的应用研究

　　3.1 图像识别与视频流识别

　　图像识别和视频流识别主要是应用于照片和视频拍摄之后，首先对拍摄的照片以及视频进行降噪处理，处理完成后提取图片以及视频中的特征量信息，并利用智能算法对其进行比对，从而实现视频及图像的识别判断。在电力行业中运用该技术能够有效对指示灯信号进行识别，从而确保设备属于正常运转状态。视频流识别其本质就相当于图像识别，视频流识别是将完整的视频简化成一帧一帧的图片，通过对连续帧的图像进行识别，从而提取到视频图像中的异常信息，实现对信息的识别和处理。

　　3.2 红外成像

　　当下大多数智能巡检系统都安装有红外成像设备，红外成像技术相对来说较为成熟，所以其在我国各领域都得到了广泛的应用，在智能巡检系统中安装红外成像摄像头，可以实现对被测设备表面温度的有效监测。红外成像技术主要可以分为制冷和非制冷焦平面热像仪，而目前常用于智能巡检系统的红外成像设施主要是非制冷外热效应，该设备具有体积小、耗能低的特点，更重要的是该技术的应用不需要对其进行冷却便能得到较高精度的成像，既降低了对其他技术的要求还能保证巡检的质量。

　　3.3 定位技术

　　移动式巡检系统的行走路径可以分为固定式路径和自主移动式路径，其中固定式路径的移动方式又被称为定轨，对于定位巡检的机器人其需要通过识别导轨来进行定位。而自主移动式路径的智能机器人则需要事先通过巡检场地来导入三维地图，巡检时再通过利用激光无轨导航技术进行路段巡检。定位技术在人们日常生活中也得到了广泛的应用，其中扫地机器人的工作原理也是依靠定位技术来实现的。当然定位技术的种类多种多样，其还包括 GPS、视觉定位以及激光反射等，为了充分发挥智能巡检系统的作用，研发人员则需要结合实际使用的场地来选择合适的定位技术。例如在对变电站内的设备进行巡检时，为了有效提升巡检机器人检测数据的可靠性，可以采用视觉定位技术来实现定位，进一步强化智能机器人的图像数据处理能力【2】。

　　结语：

　　综上所述，相较于传统巡检方式来说智能巡检系统具有成本低、效率高等的优势，并且具有广阔的发展空间，但不同的场所巡检所需要关注的重点也存在差异，再加上电力行业的巡检场地相对较为复杂且巡检设备种类多，所以电力企业也需要加大对智能巡检系统的研究和投入，通过对算法以及机器人的结构等方面进行不断优化，切实提升智能巡检设备的灵活性和实用性，为推动未来电力行业巡检系统的智能化、高效化发展奠定坚实的基础。

　　参考文献：

　　[1]王勋,王新,魏举锋.智能巡检系统在电力行业中的应用研究[J].四川水力发电,2021,40(01):109-112.

　　[2]孙俊杰.智能巡检管理系统在电力线路巡检中的应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2011,16(03):93-99.

　　李冀宁(1993-)，男，汉，辽宁辽阳人，部门经理，本科学历，齐丰科技股份有限公司。

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