智能电力机器人巡检特高压输电线路

电力机器人https://www.360docs.net/doc/e512526402.html,

据消息称，山西省电力检修公司依据特高压线路运维需求及线路运行特点，启用了特高压输电线路智能化带电巡检机器人，并在1000千伏长南一线现场试用，完成5.8千米线路的巡检任务。

该机器人采用先进的数字化仿真手段开展机构运动学、动力学综合与优化设计研究，行走机构依据架空地线物理特征设计，避免了对地线的损伤，机构不受电磁干扰，保证了其在特高压线路带电条件下运行正常。

智能巡检机器人根据既定路线巡视，每到一个观测点，机器人会停止“脚步”，转动“千里眼”，将设备外观、断路器/闸刀分合闸状态、设备本体和接头的红外测温、表计读数等数据传输到控制室，运维人员足不出“室”，就能了解现场运行状况。

电量不足时，它还会自动返回充电室完成充电。智能机器人能经受住高温、狂风、暴雨等恶劣环境的考验执行巡检，大大减轻了变电站运维人员的巡检工作量。

巡检机器人能够在特高压线路上沿架空地线自主行走并跨越防振锤、悬垂金具等障碍物，其携带的可见光摄像机和红外热成像仪等设备，可实现对输电线路杆塔、导地线、绝缘子及线路通道等设施的带电巡检。

地面基站通过无线通信方式对机器人进行远程操控和图像数据传输、存储，线路运维人员可即时查看。同时，巡检机器人可将携带的多个传感器信息反馈回地面基站，实现机器人运行状态的实时监测。

山西电力检修公司将大范围开展机器人带电巡检，实现山区及无人区巡检全覆盖，为巡检机器人在特高压交直流输电线路全面推广奠定基础。

深圳市粤安电力有限公司

巡检机器人的调研报告

上海电力学院关于巡检机器人的调研报告院（系部）自动化工程学院专业名称: 电机与电器学生姓名: 杨雪莹导师: 薛阳 2013 年 12 月

目录 1 巡检机器人的发展状况........................... 错误!未定义书签。 2 巡检机器人的应用............................... 错误!未定义书签。高压线路巡检机器人.......................... 错误!未定义书签。机器人仿真.............................. 错误!未定义书签。巡检机器人越障.......................... 错误!未定义书签。变电站巡检机器人............................ 错误!未定义书签。校园巡逻机器人.............................. 错误!未定义书签。 3 总结 .......................................... 错误!未定义书签。参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。

1 巡检机器人的发展状况目前巡检机器人已在多个领域中应用，它的智能化推动着它在应用领域的市场前景将是越来越广，尤其是在电力行业。它在多种场合发挥着作用，如变电站，高压线路中等等。 2013年12月9号中山供电局经过三个多月的试运行，该局将“智能巡检机器人”正式投入到500千伏桂山巡维中心使用，开创南方电网公司首例无轨化设备巡视工作。传统的机器人需要铺设类似于火车轨道那样的磁轨，机器人就只能沿着磁轨作运动。而最新投入使用的机器人实现了无轨化运作，不需要铺设任何轨道，也无需进行任何基建工程，机器人就可以直接在日常的路面上运作，既省下基建施工的时间，又节约了投入成本。凭靠机器人配备的四驱越野底盘，还可以爬上30度的陡坡。该机器人上配备了激光扫描设备，可将站内的设备位置，道路扫描为地图，我们在后台为它规划好巡视路径后，它就可以按照指示去工作了。机器人巡线最大的优点则是，无论白天黑夜还是刮风下雨，它都可以在没有人看管的情况下能自动自觉并出色完成一般日常巡视所包含的工作内容。这样一来，机器人不但减轻了工作量，而且在遇到严重故障或者恶劣天气时，它还可以降低工作人员的安全风险。智能机器人还具有自动续航功能，当蓄电池电量低于设定值时，它将自动驶入存放室进行充电。据悉，中山供电局通过对智能巡检机器人进行了三个月的试用，已经收到不错的成效。此次正式投入使用，在南方电网公司尚属首例。 2013年11月11日上午，在国家知识产权局与世界知识产权组织举办的第十五届中国专利奖颁奖大会上，由国网山东电力科学研究院申报的外观专利“变电站巡检机器人”荣获外观专利金奖，成为5个金奖之一。这是国家电网公司历史上获得的第一个中国外观专利金奖，也是中国电力行业惟一当选的金奖。变电站巡检机器人能够全天候全方位全自主对变电站设备进行无人值守巡检,从而代替繁重的变电站设备人工巡检,提高了变电站巡检的自动化、智能化水平,确保了智能电网的安全可靠运行。该变电站巡检机器人产品外壳采用无污染、抗冲击、高绝缘的ABS树脂材料，具有较好的环保性和安全性；产品外观采用了“仿人”化创新性设计，整体颜色融合变电站“环境”因素，同时配以红色的机器人颈部绕圈与多色的告警指示灯

无人机红外热像仪电力巡检

无人机载红外热像仪高压电力巡检整体解决方案

目录一、行业背景 (2) 1、2015年将推广协同巡检模式 (2) 2、无人机精细巡检 (3) 二、行业需求 (3) 三、系统介绍 (4) 1、无人机 (4) 2、红外热像仪 (5) 3、无人机载红外热像仪 (5) 四、业务分析 (6) 1、传统巡线图示 (6) 2、无人机搭载红外热像仪电力巡线解决方案 (6) 3、无人机搭载红外热像仪电力巡线方案优势分析 (7) 4、无人机巡航作业的优势： (9) 5、无人机巡航效益分析 (9) 6、结论 (10)

一、行业背景我国目前已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网；110 kV以上输电线路已达到近51.4万km。根据相关数据表明，我国每年电力行业整体投资约为1000亿元，其中硬件设施为73%，说明输电设备在国家电网建设上比重越来越大，随着电网的日益扩大，巡线的工作量也日益加大，100km 的巡线工作需要20个巡线人员工作一天才能完成。因此传统的巡线方式已经满足不了现代电力系统的广泛需求。 1、2015年将推广协同巡检模式国网已明确的未来巡检模式，亦为无人机留下了发挥作用的广阔空间。去年3月，国网公司运维检修部召开的工作推进会指出，到2015年，国家电网公司系统将全面推广直升机、无人机和人工巡检相互协同的输电线路新型巡检模式，全面提高巡检作业效率和效益，保障大电网安全运行。根据此次会议，山东、冀北、山西、湖北、四川、重庆、浙江、福建、辽宁、青海共10个单位将作为试点，要求利用2013—2014年两年时间开展新型巡检模式试点工作，于2015年总结试点经验，完善标准体系，全面推广实施。据了解，按照巡检业务界面划分，直升机可开展线路常规巡视和状态巡视、灾情普查和应急抢险等工作，巡检对象主要为特高压、跨区直流和500千伏及以上重要线路。大、中型无人直升机应用于220千伏及以上交直流线路开展常规巡视和状态巡视;小型无人直升机应用于110千伏及以上线路单塔进行巡视、故障巡视和小范围通道巡查;固定翼无人机一般用于500千伏及以上线路开展通道巡视和灾后电网评估等。人工巡检主要对管辖范围内输电线路开展状态巡视、日常维护及检测等，在直升机、无人机巡检作业覆盖范围内，修订有关规程，以减少巡视次数。

输电线路无人机巡检技术的应用与分析

输电线路无人机巡检技术的应用与分析摘要：输电线路巡检是管理电力线路的核心工作，为保障人民的生活和生产用电，电网公司要定期对电力线路进行一系列精细化的巡视，及时发现缺陷，消除隐患。现阶段的电力巡检系统满足了地面上的隐患排查、数据采集工作，但对于高空带电部位的缺陷排查工作难度大，隐患不易发现。在科学技术的发展下我国的无人机技术已经逐渐成熟，开始逐渐运用在实际生产过程中，无人机巡检是目前输电线路智能化应用手段之一，不仅减少了人力的消耗，也提高了排查故障的效率。满足了电网对信息化及自动化的需求。关键词：无人机；输电线路；线路巡检 1输电线路巡检输电线路巡检主要对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，发现存在的安全隐患及时处理，保证用电安全。人工巡检是一种传统的巡检方式，也是目前输电线路巡检的主要方式，满足了地面上的隐患排查、采集工作，但地面观察存在一定的漏洞，对于高空部位缺陷、带电部位缺陷及隐患不易发现，会造成某些安全隐患的漏查，输电线路的运行情况得不到及时反馈。传统的巡检方式已经暴露出相当大的弊端，远远落后于国家电力的高速发展。 2无人机巡检技术在输电线路中的应用无人机巡检作为一种使用可见光及红外热像仪等巡检设备对输电线路进行巡视检查的全新巡检技术，具有迅速快捷、工作效率高、不受地域影响、巡检质量高、安全性高等优点。据统计，运用无人机进行缺陷识别，杆塔瓶口及以上位置、人工难以发现的缺陷占比78.5％。设备本体巡检效率和质量显著提高，并且极大降低了劳动强度，提升了巡检效率，确保了对电力设备状态的运行维护能力。因此，无人机巡检已成为输电线路运维不可或缺的手段。而未来几年的发展趋势中，将实现无人机巡检100％覆盖所有输电线路，输电线路无人机巡检管控系统100％覆盖所有运维单位，推动人工智能技术在无人机系统领域的融合应用。使无人机具备智能控制、整合空域和适应环境的能力，能够协同指挥控制、协同态势生成与评估，协同语意交互，同时利用智能算法对收集的语音、文字和图像等信息进行智能分析，实现人工智能与无人机的共同发展。 3无人机巡检的优势与不足 3.1降低了巡检人员的工作风险，提高了巡检效率在使用无人机之前，工作人员在巡检会有高空任务或带电作业任务，对于工作人员来说具有一定的危险性。借助无人机，减少了作业人员高空危险作业的同时，提高了巡检的质量，及时反馈准确高效的信息，并对输电线路进行全方位立体化的安全巡查，且在恶劣的地形环境或恶劣的天气状况下也可以安排巡检。使用无人机之后降低了人员消耗的成本，提高输电线巡检的工作效果，同时保障了公众的用电稳定安全。除正常巡检和特殊巡检外，还可将无人机应用在电网灾后故障巡检。当灾害导致道路受阻、人员无法巡检时，无人机可以发挥替代作用，开展输电线路巡查，准确定位杆塔、线路故障，且视角更广，能避免“盲点”。无人机巡检提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在设备带电情况下迅速完成，较人工巡检效率高出数倍。

高压线路智能巡检机器人控制系统设计

高压线路智能巡检机器人控制系统设计定期对架空线路进行故障的检测与修复，是供电可靠、稳定运行的基本保证。针对巡检机器人的作业环境与作业内容，设计了一种基于STC89C52单片机并结合PC104的巡检机器人。该机器人沿着高压线路行驶，通过其所携带的温度传感器、摄像机、GPS、无线通讯等设备对线路进行检测与数据传输。通过在实验室内模拟环境进行调试，基本实现了预期要求。标签：架空线路；巡检机器人；控制系统 Abstract：It is the basic guarantee of reliable and stable operation of power supply to detect and repair the fault of overhead line regularly. In view of the working environment and contents of the inspection robot，a kind of inspection robot based on STC89C52 MCU and PC104 is designed. The robot runs along the high-voltage line and detects and transmits data through the temperature sensor，camera，GPS，wireless communication and other devices it carries. Through debugging in the laboratory simulation environment，the expected requirements are basically achieved. Keywords：overhead line；inspection robot；control system 高压输电线路是电力远距离输电的主要方式，输电线路负责输送电力的重任，是电力系统中重要的一环。它是国家基础设施建设和社会发展的“大动脉”，扮演着非常重要的角色。由于输电线路、杆塔、绝缘子串、线路金具等长期暴露在外部环境中，受恶劣天气影响、电气闪络、机械张力与材料老化等多种原因而产生线路断股、开裂、腐蚀等损伤，如不及时检修将严重影响电力线路的正常运行，甚至造成严重的停电事故和人身安全隐患。国外对于巡检机器人的研究始于20世纪80年代末，加拿大、日本等国家先后开展了这方面的研究，最具有代表性的是加拿大魁北克水电研究院的Montambault等人研制了巡检机器人“LineScout”，LineScout可以通过地面遥控操作，其技术比较先进，功能比较齐全。该机器人不仅可以巡检线路，还可以完成导线修补、螺栓紧固等相对简单的线路维护作业[1]。国内对高压输电线路巡检机器人的研究起步较晚。武汉大学吴功平教授率先在国内开展高压输电线路巡线机器人的研究，成功研制了沿单导线及地线行驶的两种自主巡检机器人。近年来，山东科技大学研制出一款高压线巡检机器人样机，該机器人设置有三个机械臂，采用基于规则的专家控制系统来控制机器人在高压输电线上的爬行[2]。 1 系统组成巡检机器人由巡检机器人本体和地面基站组成。巡检机器人的控制系统总体结构如图1所示。

无人机在输电线路巡检中的应用

无人机在输电线路巡检中的应用随着电力电网产业飞速发展，各种输电线路的分布日益广泛，输电线路巡检的工作量日益加大。然而，由于中国国土辽阔，输电线路所处的地形复杂多样，传统输电线路巡检技术由于各自的缺陷而不能有效满足巡檢要求，这些巡检技术的不足促进了无人机输电线路巡检技术的出现和发展。针对无人机线路巡检技术的研究已经成为了电网巡检和无人机应用领域的一个研究热点，这一方面的研究也取得了很多研究成果，然而尚缺乏关于无人机输电线路巡检方面的详细介绍。标签：无人机；输电线路巡检；应用通常情况在输电电路都会分布在荒凉的地方，而且所处地方地形地貌都比较的复杂。相关工作人员对输电线路进行人工的巡检的时候会遇到诸多的问题，输电线路在正常的运行过程中难免会受到人为因素及自然环境的影响，这样必定会严重的损害输电线路，使其整个电力系统的正常稳定运行受到较大的影响。一、在输电线路巡检中运用无人机的优势及不足（一）输电线路巡检中运用无人机的优势自主悬停技术及自定导航飞行技术是无人机技术的基础，其具有输电线路防碰撞保护能力，在灾害性及恶劣的天气中有着输电线路灾害分析、查找手段输电电路跳闸故障点以及检测及巡视输电线路故障点等方面具有非常明显的优势。（二）无人机存在的不足即便在输电线路巡检过程中无人机占有一定的优势，可是其中也留下很多不足之处。比如说，无人机的巡航时间是比较短的，因为无人机的体积较小，使其自身的电容容量相对比较小，这样就会在很大程度上影响其巡航时间。二、无人机巡检内容及作业方式（一）无人机巡检内容无人机巡检主要包含正常巡检、故障巡检、特属巡检等内容。正常巡检时，主要应用无人机巡检系统对输电线路导线、绝缘子、附属设施、线路走廊等进行常规性检查；故障巡检时，根据故障信息，应用无人机巡检系统确定重点巡检区段和部位，查找故障点及其他异常情况。特殊巡检时，可以利用无人机巡检系统辅助完成鸟害巡检、树竹巡检、防火烧山巡检、外破巡检、灾后巡检等特殊巡检内容。（二）无人机巡检作业方式

高压线巡检机器人的结构设计

1 绪论 1.1 课题的研究背景高压输电线路担负着我国电力传输的重任，它的安全可靠运行直接关系到国家经济的稳定发展。目前，采用高压和超高压架空的电力线路是长距离输配电力的主要方式，电力线路作为电力系统的重要组成部分，长期暴露在自然环境中，不仅要受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷等外界侵害，将会促使线路上各元件产生老化，如不及时发现和消除，就可发展成为各种故障，对电力系统的安全和稳定运行构成威胁。因此，线路巡检是有效保证输配电线路及其设备安全运行的一项基础工作。线路巡检工作就是通过对输配电线路的巡视检查来掌握线路运行状况及周围环境的变化，及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患，提出具体检修意见，以便及时消除缺陷、预防事故发生，或将故障限制在小范围，从而保证输配电线路安全和电力系统的稳定。对高压输电线路传统的巡检方式有飞机巡检、车辆巡检和人工巡检。飞机巡检是指检测人员在直升飞机上利用望远镜或其它检测工具对线路进行巡查，发现是否存在缺陷和故障，如图1-1所示。一般安排在晴朗、能见度较好的天气条件下进行，不过由于直升飞机飞行速度的影响，线路从巡检人员的视野中快速经过，且巡检时一般要求直升飞机靠近高压线路飞行，因此这种巡检方式对巡检人员和飞行员的技术要求都较高。此外，飞机巡检易受气候变化、航空管制等影响，运行成本高，危险性大[1]，难以得到推广。

高压线巡检机器人的结构设计图1-1 飞机巡检方式 Fig.1-1 Aircraft inspection methods 车辆巡检是指在车辆等地面交通工具的配合下，巡检人员携带各种检测设备对线路进行巡查，如图1-2所示。这种检测方法机动性较好，成本也较飞机巡检低，在条件允许下，还可利用车辆承载能力强的特点，额外携带检修工具，根据需要就地开展检修。这种巡检方法的缺点是需要地面道路的支持，受地形的限制，在高山、丛林或沼泽等地理条件复杂的区域，车辆无法到达，巡检工作无法顺利开展。图1-2 车辆巡检方式 Fig.1-2 Vehicle inspection methods

电力行业标准《架空输电线路机器人巡检系统

电力行业标准《架空输电线路机器人巡检系统通用技术条件》编制说明 1 任务来源及工作过程本标准根据国家能源局达的２０16 年能源领域行业标准制(修）订计划(国能科技【2016】2３8号文件)要求制定。 2016年11月,全国架空线路标准化技术委员会线路运行分技术委员会秘书处在广州组织召开了《架空输电线路机器人巡检系统通用技术条件》电力行业标准起草小组启动会议。广东电网有限责任公司电力科学研究院、中国电力科学研究院、武汉大学、国网湖北省电力公司、国网吉林省电力公司、山东鲁能智能技术有限公司、广东科凯达智能机器人有限公司和标委会秘书处有关人员参加了会议。广东电网有限责任公司电力科学研究院汇报了标准编制提纲及标准草稿，会议讨论了标准编制提纲及草稿,并对下阶段标准编写工作进行部署。 2０17年1月，第五届全国架空线路标准化技术委员会成立大会暨2０16年工作会议在北京召开,标准主要编写单位广东电网有限责任公司电力科学研究院、中国电力科学研究院、武汉大学参加了会议。会上对《架空输电线路机器人巡检系统通用技术条件》初稿进行了审查，提出了修改建议。 2０17年4月，全国架空线路标准化技术委员会线路运行分技术委员会秘书处在广州组织召开了《架空输电线路机器人巡检系统通用技术条件》行业标准讨论稿研讨会议。会上对标准讨论稿进行了认真的讨论,提出了《架空输电线路机器人巡检系统通用技术条件》征求意见稿。 2编制原则和主要内容 2.1 编制原则编写该标准遵循与相关标准协调一致的原则，与设计规范和运行规程方面的相关标准没有矛盾。本标准是在充分总结、吸取我国输电线路人工巡检和输电线路运行维护经验的基础上,并结合我国架空输电线路机器人巡检系统技术研发和实际应用经验而制定的。编写组在收集整理了相关基层单位架空输电线路机器人巡检系统应用情况和生

输电线路多旋翼无人机巡检研究

输电线路多旋翼无人机巡检研究发表时间：2016-12-02T14:29:14.170Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：孟令川[导读] 提高了对输电线路巡视的效率，是对高海拔地区输电线路自动化巡视的一次有益尝试。（国网四川省电力公司凉山供电公司）摘要：由于高海拔地区输电线路所处地形复杂，环境恶劣，对输电线路运行状态的巡视和管理提出了较高的要求。本文针对传统人工巡检方式效率低下，自动化水平不高的缺点，提出了利用无人机技术对输电线路进行自动化巡视的方案。利用无人机平台搭载图像采集设备和图像传输设备将输电线路实时采集画面传回至地面工作站。经过系统测试和试运行，提高了对输电线路巡视的效率，是对高海拔地区输电线路自动化巡视的一次有益尝试。关键词：高海拔；输电线巡视；无人机Abstract：Due to high altitude transmission line in complex terrain，conditions，running state on transmission line patrol and management put forward higher requirements.This article in view of the traditional manual inspection methods，inefficient automation level is not high faults，and puts forward the use of unmanned aerial vehicle（uav）technology for automation of transmission line patrol https://www.360docs.net/doc/e512526402.html,ing unmanned aerial vehicle（uav）platform with image acquisition and image transmission equipment transmission line real-time gathering pictures back to ground station.After the system test and commissioning，improves the efficiency of transmission line patrol，automatic transmission line is of high altitude area patrol a beneficial attempt. Key words：high altitude；Transmission line patrol；Unmanned aerial vehicle（uav） 1引言由于架空输电线路的覆盖区域广、穿越区域地形复杂并且自然环境恶劣，线路基础、杆塔、导地线、金具等受到外界侵害而出现缺陷和隐患，导致线路故障跳闸威胁电网的安全和稳定运行[1]。为了掌握线路的运行状况和及时排除缺陷和隐患，供电企业每年要花费巨大的人力和物力资源进行巡线工作。现阶段运用最广泛的巡线方法是人工周期巡线，这种方法劳动强度大，而且耗时多、效率低下，有些线路受制于地形因素造成线路巡视异常困难。而无人机技术的发展为架空输电线路的巡线提供了新的移动平台。与常规人工巡检方法相比较，此项技术更为先进有效，可以成为保障线路安全运行的一种新的经济可行的手段[2]。无人机巡线技术的研究主要集中在发达国家。这些国家依托自身先进的无人机技术，在无人机巡线领域处于领先地位[3][4][5]。在我国，大部分地区还是主要依靠人工巡检的方式进行[6]，检修人员步行或者驱车对输电线路进行目测观察。这种人工巡检的方式效率低下，工作强度大，自动化水平不高。本文提出的利用无人机技术进行自动化巡视的方案，利用了无人机机动性强，巡视范围广，易于维护的特点。不仅提高了巡检的效率，而且还能节约人力成本和时间成本。 2无人机巡检系统设计无人机巡检系统从整体架构上来说，分前端与后台两部分[7]。前端部分包括无人机及机载设备，如图像采集设备，图传设备等，主要负责对输电线路和铁塔进行巡视；后台部分主要包括地面工作站，主要任务是规划任务并将采集到的信息进行处理等。前后端功能如图1所示。

安防巡检机器人

安防巡检机器人安防巡检机器人概述ktrobot02 智能巡检机器人从外观上看，就仿佛是《机器人总动员》里的瓦力，最吸引人的要数一双萌萌的大眼睛了。这双大眼睛其实是两个高精度的可见光摄像机，通过它们可以完成可见光视频拍摄、仪表图像识别等任务，即便与表盘隔着十几米远，表盘上的数据也能读得一清二楚。

安防巡检机器人，是通过遥控或自主方式执行巡视任务的机器人，辅助安保、巡检人员进行全天候的安保工作。巡检机器人可以单机独立或多机协同的方式工作，并将巡视情况实时通报控制后台相关人员，也可与固定摄像头协同工作，有效弥补监控盲区，大大降低安全事故发生率并一定程度解放人力、物力，从而促进解决城市中人员密集地（如机场、商场、工厂等）的安全

问题。安保巡检机器人可为高端社区、园区、厂区、场馆、商业综合体等提供场地巡检服务，主要面向物业、地产、安保、生产单位的日常巡检安保。智能巡检机器人通过最下层的四个轮子“走路”，走得不快，但能够巧妙地绕过障碍物，灵活地上下坡，每到一个设备前，都要停下脚步，抬头观望片刻。其实，就在

观望的过程中，机器人已经完成了红外温度检测、故障检测、数据采集与分析等一系列工作，并把数据全部传回后台。工作人员只需在电脑前监视发回的视频和数据即可。目前，该智能巡检机器人可以对室外35千伏与主变区域、110千伏、220千伏区域等的高压设备进行高清可见光与红外实时视频监控、红外测温与故障报警、表计智能识别与报警、视频录制与照片拍摄、巡

检报表分析与历史数据分析、微气象数据采集、声音采集、双向语音对讲、高精度停障及报警等功能。工作人员可通过自主或遥控的方式进行控制，并可以根据实际需要选择内置程序或自定义进行巡检，如果没电了，它还会自动返回进行充电。除了减轻工作量外，巡查的质量也在上升。设备温度的高低很大程度上决定了设备的安全，但人去巡查

110kV架空输电线路巡检机器人视频图像传输

１引言为了确保高压输电线路的安全运行并减小人工巡检的工作量，在国家８６３计划项目的资助下，我们对１１０ｋＶ架空输电线路巡检机器人进行了研究。机器人要完成巡检任务，不仅要求它能在输电线上快速的行走，还必须能够跨越诸如防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等各种障碍。而在实际线路中，障碍物的类型多，环境复杂，有时仅靠机器人自身的传感器和动作决策库无法实现自主越障。在这种情况下，需要操作人员对其进行远程控制，协助机器人越过障碍物，确保机器人能够继续对线路进行巡检。要实现机器人的远程控制，就必须使地面基站操作人员能够实时地获得机器人所处的环境信息，因此需要机器人将采集到的图像信息实时地传输给地面监控计算机，操作人员根据图像信息向机器人发出控制指令。对于远程监控系统来讲，有效地利用有限带宽进行实时快速地传输是一个方面，这可以通过采用高效的压缩算法得以实现［１，２］；而图像变化的连贯性是有效监控的另一个重要因素，在某些情况下，图像传输速度虽快，但在监控端的图像却是时快时慢不连贯，同样不利于有效监控。本文首先对１１０ｋＶ架空输电线路巡检机器人系统的组成进行了简单介绍，然后从提高图像传输速度和品质出发，探讨了如何利用并行方式提高图像传输的速度；通过分析影响图像连贯性的因素提出了实现图像连贯的实现方法；重点介绍了如何根据传输来的图像对机器人进行远程控制，最后用ＶＣ＋＋编程实现了巡检机器人图像的实时传输和远程控制，并进行了实验验证。２巡检机器人系统组成巡检机器人本体照片如图１所示。主要由五大部分组成：１１０ｋＶ架空输电线路巡检机器人视频图像传输肖海荣１周风余２宋洪军２刘文江１１（山东交通学院信息工程系，济南２５００２３）２（山东大学控制学院，济南２５００６１）Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｈａｉｒｏｎｇ＠１６３．ｃｏｍ摘要论文首先介绍了１１０ｋＶ架空输电线路巡检机器人系统的组成和采用基于图像传输的远程控制的必要性，然后从提高图像传输速度和品质出发，探讨了如何利用并行方式提高图像传输的速度，提出了实现图像连贯性的方法；最后用ＶＣ＋＋编程实现了巡检机器人图像的实时传输和远程控制。实验表明，图像传输及远程控制效果理想，达到了设计要求。关键词视频图像传输１１０ｋＶ输电线路巡检机器人远程控制文章编号１００２－８３３１－（２００６）１０－０１８４－０４文献标识码Ａ中图分类号ＴＰ２４２．２ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＶｉｄｅｏＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＲｏｂｏｔｆｏｒ１１０ｋＶＯｖｅｒｈｅａｄＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬｉｎｅｓＸｉａｏＨａｉｒｏｎｇ１ＺｈｏｕＦｅｎｇｙｕ２ＳｏｎｇＨｏｎｇｊｕｎ２ＬｉｕＷｅｎｊｉａｎｇ１１（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ＇ｎａｎ２５００２３）２（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｔｒｏｌ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉ＇ｎａｎ２５００６１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓｖｉｔｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｉｍｍｉｎｇａｔｈｏｗｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ｗｅｄｉｓｃｕｓｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅｍｏｔｅｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅｆｏｒｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｒｏｂｏｔ．Ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｔｈｅｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅａｒｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｄｅｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，１１０ｋＶＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＬｉｎｅｓ，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｒｏｂｏｔ，ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌ基金项目：国家８６３高技术研究发展计划资助项目（编号：２００２ＡＡ４２０１１０－４）作者简介：肖海荣（１９６９－），女，硕士，副教授，主要研究方向为智能机器人的研究和开发，计算机监控系统。周风余（１９６９－），男，在读博士，副教授，主要研究方向为特种机器人的研究、开发和利用。宋洪军（１９７５－），在读博士，研究方向为机器人视觉。刘文江（１９７１－），研究方向为计算机控制。

电力智能巡检机器人研究综述

电力智能巡检机器人研究综述摘要：电力智能巡检机器人搭载高清可见光相机，红外热成像仪、拾音设备等智能化检测装置以及智能分析算法软件，完成全天候数据快速采集、实时信息传输、智能分析预警到快速决策反馈的管控闭环，从而代替人工巡检实现电力设备状态的自动检测和智能分析，提高了电网和电力设备运行的可靠性。使用电力智能巡检机器人是电网智能化得以实现的重要手段，是智能电网未来发展的重要方向。文中针对目前国内外研究现状和不足，分别从电力智能巡检机器人的主要技术、前沿科技、功能定位及标准体系等方面展开讨论，对电力智能巡检机器人研究现状进行了综述性探讨。关键词：电力智能；巡检；机器人引言伴随经济发展和人民生活水平的提高，社会用电量不断提升，对电网运行稳定性提出更高挑战，变电、输电、配电等电力系统各环节的巡检需求进一步提高。目前电力公司仍主要采用传统的人工巡检方式，即利用看、听、闻等感知手段，对电力设备运行状态进行查验和记录，此种方式存在着人力成本高、巡检手段单一、巡检数据主观性强、受天气影响大、数据管理分散等问题，逐渐无法满足准确、实时、高频率的电力设备巡检需求。我国目前正从劳动密集型向现代化制造业方向发展，振兴制造业、实现工业化是我国经济发展的重要任务。从工业发展历程看，生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革。随着国民经济的快速发展以及生产技术的不断进步和劳动力成本的不断上升，使用机械、自动化技术代替人力成为巡检管理的必然趋势。 1电力智能巡检机器人国内外市场总体情况分析 1.1国内市场情况按2015年国家电网和南方电网的规划，未来5年，原有枢纽及中心变电站智能化改造率将达100%，有约两万座110kV及以上的传统变电站将要进行智能化改造，同时新建智能化变电站数量达到1.5万座。根据国家电网的统计，2016 年底应用于国网35kV及以上变电站的智能巡检机器人数量共计893台，这一数量远未达到市场饱和的程度。2017至2020年间，仅考虑此3.5万座智能变电站中有15%-20%需配置智能巡检机器人，运行模式以一机三站为例，单套机器人系统价格约为100万元，则未来三年中变电站机器人将有17.5亿元-23.3亿元的市场容量。中长期来看，我国的变电站巡检机器人潜在市场规模接近123.3亿元。具有较大的市场空间。室内机器人主要应用于开关站内。根据统计，一般一个地级市配电站数量从500座至5,000座不等，直辖市、省会城市、经济发达城市数量较多。根据各地区用电量不同及电网建设情况不同，按平均每个地级市1,000 座配电站估计，全国297个地级以上城市（含4个直辖市）大约拥有配电站30 万座。另根据国家能源局公布的《配电网建设改造行动计划（2015-2020年）》，我国将会加速发展智能电网的建设，预计对于电力智能巡检机器人的需求超过5 万台。 1.2国外市场情况此外，国内电力企业积极参与国际合作与“走出去”战略。随着智能电网建设的全面铺开，各类人工智能设备的需求潜力不断增长，智能巡检机器人也由此迎来了发展提速期。除了在国内市场获得快速发展外，随着我国电力企业海外业务拓展和中东欧等国加快智能电网建设，随着“一带一路”“中国制造2025”等国家战

南方电网无人机技术规范架空输电线路多旋翼无人机巡检系统专用

南方电网设备标准技术标书架空输电线路多旋翼无人机巡检系统专用部分技术标书编号：0602501052201509 中国南方电网有限责任公司 2015年9月

目录 1....标准技术参数. (1) 2 项目需求部分 (3) 2.1 供货需求及供货范围 (3) 2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表 (3) 2.3 图纸资料提交单位 (4) 2.4使用条件 (4) 2.5特殊情况下使用条件 (4) 2.6 项目单位技术差异表 (4) 3 投标人响应部分 (5) 3.1投标人技术偏差 (5) 3.2投标人资料提交时间要求 (5) 3.3 推荐的备品备件、专用工具和仪器仪表 (5) 3.4 主要元器件来源 (6) 3.5 投标方需说明的其他问题 (6)

1标准技术参数投标方应认真逐项填写所供设备技术参数和性能要求响应表（见表1.1）中“投标方保证值”栏，不论“标准参数值”栏是否给出具体数值，都不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动本表内“投标方保证值”栏之外的数值。如有差异，请填写表 4.1：技术差异表。表1.1 技术参数和性能要求响应表

供货方应对使用单位指定的机组人员进行培训，参加培训人数可由双方协定；如果多旋翼无人机空机重量大于7公斤，供货方提供的培训应取得行业协会签发的合格证。 2 项目需求部分 2.1 供货需求及供货范围投标方提供的多旋翼无人机系统的具体规格见表2.1：供货范围及设备需求一览表。投标方应如实填写“投标方保证”栏。表2.1供货范围及设备需求一览表 2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表投标方应向招标方提供必备的备品备件、专用工具和仪器仪表清单见表 2.2，要求提供的备品备件、专用工具和仪器仪表应是新品，与设备同型号、同工艺。表2.2 必备的备品备件、专用工具和仪器仪表清单（项目单位填写）

2019年变电站大型智能巡检机器人检测项

2019年变电站大型智能巡检机器人性能检测项目及要求 1.概述本次检测工作主要依据《变电站智能机器人巡检系统检测规范（Q/GDW 11514-2016）》、《国网运检部关于进一步完善变电站智能巡检机器人后台监控系统功能和界面的通知（运检一〔2016〕103号）》等相关要求进行。 2.检测项目检测项目主要包括三大类，分别为：基本性能、巡检能力和监控后台。详见下表1。表1 检测项目

注：表“*”号项目为重要技术参数，如该项不符合要求则将判定整体检测结果为不符合要求。以上表格“*”号只进行了检测大项初步标识，具体“*”号对应的子项目以附件2“2019年变电站大型智能巡检机器人性能检测表”为准。 3.检测项目技术要求 3.1基本性能 3.1.1外观质量机器人的外观质量应满足：整机外观美观整洁，整机结构坚固，所有连接件、紧固件应有防松措施，电机、支架等可更换部件应有一一对应的明显标识；外壳表面应有保护涂层或防腐设计，不应有伤痕、

毛刺等其他缺陷；外壳应采取必要的防静电及防电磁场干扰措施；外壳和电器部件的外壳均不应带电；机器人本体重量（包括电池）不超过100kg。将机器人主要部件的规格、型号和数量进行核查记录，与其实物照片一并作为检测机构出具检测报告的附录。 3.1.2可见光及红外成像质量可见光摄像机上传视频分辨率不小于高清1080P；红外摄像头具备自动对焦功能，热成像仪分辨率不低于320*240；红外图像为伪彩显示、可显示影像中温度最高点位置及温度值、具有热图数据。在巡检温度记录上应显示巡检点设备部件的最高温度并标记位置，设备部件的测温区域应有明显的标记框线，建模数据的框线应与测温结果的标记框线外形一致。 3.1.3运动功能 1）具备无轨自主导航功能；前后方向和左右方向的重复导航定位误差不大于±10mm，在1m/s的运动速度下，最小制动距离不大于0.5m。 2）具备防碰撞功能，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，障碍物移除后应能恢复行走。 3）具备越障能力，最小越障高度为5cm。 4）具备涉水功能，最小涉水深度为100mm。 5）具备爬坡能力，爬坡能力应不小于15°。 6）具备防跌落功能，最小防止跌落高度为10cm。

无人机在电力行业的现状与未来

无人机在电力行业的现状与未来北方天途航空一、行业背景 “十二五”期间，我国电网建设经历了高速发展的阶段，规模已跃居世界首位。目前我国已经建成了六大跨省区的电网，分别是南方、西北、华东、华中、华北和东北这六大电网，输电线路总长度超过了115万千米，500kV及以上的输电线路已成为各区电网输电主力。我国的国土幅员辽阔，地形也相对复杂，丘陵较多、平原较少，加上气象条件的复杂多变，给跨区电网和超高压输电线路工程的建设带来一定难度，加上建成之后的维护与保养，仅仅依靠现有的检查手段和常规测试并不能满足高效快速的要求，也不能达到很好的效果。无人机技术的运用，能够很好的完成电力巡检和建设规划任务，自然就能得到了电力企业的认可及大规模应用。天途无人机（线上机器人）在南方电网特高压线上进行带电清障作业

天途电力无人机在国网北京电力公司执行架线任务二、行业标准 2013年，中国民用航空局(CAAC)下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，业界普遍认为这代表着迈出了无人机规范管理迈出了第一步。

在电力行业，无人机主要被应用于架空输电线路巡检，为此国家电网发布了Q/GDW 11383-2015《架空输电线路无人机巡检系统配置导则》、南方电网发布了《架空输电线路机巡光电吊舱技术规范(试行)》、中电联发布了DL/T 1482-2015《架空输电线路无人机巡检作业技术导则》，对无人机巡检系统及光电吊舱进行规范。三、无人机系统概述无人机巡检系统指利用无人机搭载可见光、红外等检测设备，完成架空输电线路巡检任务的作业系统。无人机巡检系统一般由无人机分系统、任务载荷分系统和综合保障分系统组成。无人机分系统指由无人驾驶航空器、地面站和通讯系统组成，通过遥控指令完成飞行任务的无人飞机系统。任务载荷分系统指为完成检测、采集和记录架空输电线路信息等特定任务功能的系统，一般包括光电吊舱、云台、相机、红外热像仪和地面显控单元等设备或装置。综合保障分系统指保障无人机巡检系统正常工作的设备及工具的集合，一般包括供电设备、动力供给(燃料或动力电池)、专用工具、备品备件和储运车辆等。无人机巡检系统包括无人直升机（按结构形式，一般分为单旋翼带尾浆式和多旋翼式）巡检系统和固定翼无人机巡检系统。无人机按照空机质量分为中型无人机和小型无人机。中型无人机指空机质量大于7kg且小于等于116kg的无人机，适用于中等距离的多任务精细化巡检；小型无人机指空机质量小于等于7kg 的无人机，适用于短距离的多方位精细化巡检和故障巡检。

架空输电线路机器人全自主巡检系统及示范应用

架空输电线路机器人全自主巡检系统及示范应用 Full Automatic Inspection System and Its DemonstrationApplication Based on Robot for Overhead Transmission Lines 彭向阳1,钱金菊1,吴功平2,麦晓明1,魏莱3,饶章权1 1.广东电网有限责任公司电力科学研究院,广州510080 2.武汉大学动力与机械学院,武汉430072 3.广东电网有限责任公司惠州供电公司,惠州516001 基金项目：南方电网公司重点科技项目(K-GD2014-0621);国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA04Z202);Project supported by Key Science and Technology Project of China Southern Power Grid Co;,Ltd;(K-GD2014-0621),National High-tech Research and Development Program of China(863Program)(2006AA04Z202); 摘要机巡作业是当前电力巡检的主要发展方向,但与直升机、无人机以及变电站机器人相比,我国输电线路机器人巡检尚未达到实用化水平。为此,对输电线路机器人实用化巡检关键技术开展了研究,建立了机器人典型作业模式,研发了穿越式、跨越式两类巡检机器人,提出了机器人行走路径改造方法,首次设计了机器人自动上下线装置,并完成了机器人全自主巡检系统的研制。机器人通过了多种复杂自然环境和电磁环境工况的试验考核,以及户外真型线路试验段的功能测试,在500kV带电运行线路开展示范应用,对线路设备同时进行可见光和红外检测。巡检中暴露了巡检系统存在的问题并进行分析解决,提出了机器人异常情况下的紧急救援措施并成功开展带电救援作业。机器人单次巡检里程达到10km以上,巡检应用取得良好效果,机器人巡检系统达到一定的实用化水平。

2、固定翼无人机输电线路巡检方案

输电线路固定翼无人机巡检单位巡视工作标准：以一个飞行队伍为单位；以单回路35-1000kV电压等级杆塔为回路参考标准。 1、飞行队伍构成飞行队伍由1名飞控手、1名数据采集人员、1名飞行监理，共3人组成。（职责划分：飞控手：主要控制飞机飞行、航线规划、直接对飞行安全负责；数据采集人员：主要控制拍照与摄像，对杆塔信息进行数据采集工作，配合飞控手完成飞行工作；监理：主要负责整体计划统筹与项目按计划正常实施，对数据成果进行审核与质量把控。）泰一科技固定翼智能机只需要1-2人，单人单机完成。 2、车辆安排按照队伍构成，每个队伍配一台作业车辆，方便无人机及附件的运输。 3、空域申请要求空域申请、适航认证等相关工作，要与空管或政府管理机构进行协商处理。巡视过程中，严格按照无人机空域申请管理规定执行，注意无人机巡视作业安全。禁飞区不能开展飞行活动。 4、巡视效率：按一个架次30公里往返，巡航速度72km/h计算，算上准备工作一个架次耗时1个多小时。按一天可以飞行3～5个架次，每个工作日可完成公里线路巡视90km～150km。 5、项目需求采取固定翼无人机巡视方式，对架空输电线路开展无人机巡视，巡视内容为可见光拍照巡视，提供巡视报告（含图片、视频），并且通过视报告（含图片、视频）清楚标注出疑似故障点。 6、无人机主要技术指标及要求固定翼无人机飞行平台要求：

1）飞行平台能够可靠、稳定飞行，支持低速巡航； 2）无人机应采用电动动力源； 3）无人机系统可支持弹射、手抛等起飞方式；滑降、伞降等降落方式 4）飞行时间不低于50min，单次飞行距离不低于40km； 5）巡视项目包含可见光相机巡视； 6）飞行海拔高度：0~2000m； 7）能见度≥30m时能正常作业飞行； 8）抗风能力不低于4级； 9）工作温度：-20℃—+55℃； 10）安全策略支持自动返航、应急伞降 7、任务载荷要求 1）可见光传感器像素不低于2000万，航片经过放大后可清楚识别10cm米大于以上物体的巡视对象。 2）巡视要求对线路通道重要部位留有图片影像资料，对于每条巡视线路建立资料档案。 8、巡视内容 1）固定翼无人机对架空线路通道环境巡视应对线路通道、周边环境、沿线交跨、施工作业等情况拍摄高清航片，及时发现和掌握线路通道环境的动态变化情况。 2）固定翼无人机可对重点线路、运行情况不佳的老旧线路、缺陷频发线路、易受外力破坏区线路、树竹易长区线路、偷到多发区线路、采动影响线路、易建房区线线路加强巡视力度，或建立无人机常态化巡视机制。 3）固定翼无人机获取高清图像后，通过专业图像后期处理人员对图像拼接，进行疑似缺陷寻，然后进行标注，然后进行标注并提交甲方。 4）固定翼无人机对架空线路通道环境巡视范围按照表2执行。表2 固定翼无人机架空线路通道巡视内容