一種變電站地面巡檢方法及巡檢系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種變電站地面巡檢方法及巡檢系統，巡檢方法包括：在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，在待檢設備上設置射頻識別ID卡；使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集；通過無線網橋將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。本發(fā)明能夠簡單準確的實現巡檢路徑的導航和定位，結構簡單，成本低。
【專利說明】一種變電站地面巡檢方法及巡檢系統
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站巡檢領域，特別是涉及一種變電站地面巡檢方法及巡檢系統。
【背景技術】
[0002]隨著電力系統自動化程度的提高，變電站值班也逐漸趨于無人化或者少人化。
[0003]雖然變電站的傳統的繼電保護系統能夠獲取變電站的關鍵運行信息，但是這卻降低了人工判斷事故和預測事故發(fā)展的準確性，也降低了對事故的快速反應能力。許多變電站為了增加監(jiān)控的信息量，在變電站內安裝攝像頭和各種探頭來監(jiān)控防火、防盜和設備運行情況，從而讓調度人員在遠程端人工做出決策。但是由于攝像頭的位置固定，難免有死角。此時，提供一種可移動并搭載多自由度攝像頭的巡檢裝置就顯得很有必要。
[0004]目前國內已有變電站巡檢機器人在投入變電站使用，但是都是針對110KV以上的大型變電站或者特高壓變電站，其巡檢過程復雜，成本較高，并且，需要頻繁進行人工維護，維護成本較高。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的是要提供一種變電站地面巡檢方法及巡檢系統，能夠簡單準確的實現巡檢路徑的導航和定位，結構簡單，成本低。
[0006]為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種變電站地面巡檢方法，包括:
[0007]在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，在待檢設備上設置射頻識別ID卡;
[0008]使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集；
[0009]通過無線網橋將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
[0010]可選的，上述的變電站地面巡檢方法中，在使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的步驟中，還包括:
[0011]通過所述巡檢機器人的檢測裝置檢測所述導航磁軌的磁軌信號；
[0012]通過所述巡檢機器人的超聲波模塊探測障礙物，根據探測結果控制所述巡檢機器人繞過所述障礙物后繼續(xù)沿所述導航磁軌行進；
[0013]通過所述巡檢機器人的GPRS模塊接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。
[0014]可選的，上述的變電站地面巡檢方法中，所述攝像設備包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。
[0015]可選的，上述的變電站地面巡檢方法中，還包括:
[0016]在所述變電站內設置待命區(qū)域，在所述待命區(qū)域設置無線充電裝置，在所述巡檢機器人上設置與所述無線充電裝置對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
[0017]可選的，上述的變電站地面巡檢方法中，還包括:
[0018]沿所述導航磁軌的軌跡測量所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息，并存儲在所述巡檢機器人內；
[0019]在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制所述巡檢機器人上的感應線圈的朝向，使得所述感應線圈產生對蓄電池進行充電的充電電流。
[0020]可選的，上述的變電站地面巡檢方法中，還包括:
[0021]測量所述變電站中的變壓器周邊的磁場強度，找到磁場強度高于門限值的預定區(qū)域；
[0022]在所述預定區(qū)域內設置待命區(qū)域；
[0023]在所述巡檢機器人上設置與所述變壓器對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
[0024]為了更好的實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供一種變電站地面巡檢系統，包括:
[0025]導航磁軌，鋪設在變電站內，用于導航巡檢路徑；
[0026]射頻識別ID卡，設直在待檢設備上；
[0027]巡檢機器人，用于:沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集；
[0028]無線網橋，用于:將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
[0029]可選的，上述的變電站地面巡檢系統中，所述巡檢機器人包括:
[0030]檢測裝置，用于:檢測所述導航磁軌的磁軌信號；
[0031]超聲波模塊，用于:探測障礙物；
[0032]GPRS模塊，用于:接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。
[0033]所述攝像設備包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。
[0034]可選的，上述的變電站地面巡檢系統中，還包括:
[0035]無線充電裝置，設置在所述變電站內的待命區(qū)域；
[0036]無線充電感應區(qū)域，設置在所述巡檢機器人上，用于:在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
[0037]可選的，上述的變電站地面巡檢系統中，所述巡檢機器人還包括:
[0038]存儲裝置，用于:存儲沿所述導航磁軌的軌跡測量得到的所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息；
[0039]感應線圈，用于:在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制朝向，產生對蓄電池進行充電的充電電流。
[0040]本發(fā)明實施例具有以下技術效果:
[0041]I)通過在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，通過在待檢設備上設置射頻識別ID卡，可以簡單方便的實現巡檢導航和設備定位，使得本發(fā)明實施例結構簡單，成本低。
[0042]2)通過在待命區(qū)域設置無線充電裝置，可以直接給巡檢機器人進行無線充電，不需要人員進行電源連接，減少了人工充電維護的成本。
[0043]3)通過預先測量變電站內的磁場方向，在巡檢機器人運動過程中，通過調整感應線圈的朝向來充分利用變電站內的磁場進行充電，因為巡檢機器人處于運動狀態(tài)，而變電站內具有高壓線和變壓器等多種強磁場源，因此該實施例不但能夠在巡檢機器人運行中實時充電，增加了巡檢機器人的續(xù)航里程，還充分利用了空間中的磁場能量，節(jié)約了能源和充電成本。
[0044]4)能夠以自動或者手動的方式進行變電站的自動巡視拍攝，并能夠通過自主組件的網橋將數據傳輸到遠程控制端，基本做到無人維護，代替人工巡檢，能夠提高全員勞動生產率，保證無人值守變電站設備運行質量。
[0045]根據下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0046]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0047]圖1是本發(fā)明實施例的變電站地面巡檢方法的流程圖；
[0048]圖2是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的控制系統連接示意圖；
[0049]圖3是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的立體結構圖；
[0050]圖4是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的另一視角的立體結構圖。
【具體實施方式】
[0051]圖1是本發(fā)明一個實施例的變電站地面巡檢方法的流程圖，如圖1所示，一種變電站地面巡檢方法，其包括:
[0052]步驟101，在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，在待檢設備上設置射頻識別ID卡；
[0053]步驟102，使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集;
[0054]步驟103，通過無線網橋將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
[0055]由上可知，本發(fā)明實施例中，通過在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，通過在待檢設備上設置射頻識別ID卡，可以簡單方便的實現巡檢導航和設備定位，使得本發(fā)明實施例結構簡單，成本低。
[0056]在本發(fā)明的一個實施例中，在使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的步驟中，還包括:
[0057]通過所述巡檢機器人的檢測裝置檢測所述導航磁軌的磁軌信號；
[0058]通過所述巡檢機器人的超聲波模塊探測障礙物，根據探測結果控制所述巡檢機器人繞過所述障礙物后繼續(xù)沿所述導航磁軌行進；
[0059]通過所述巡檢機器人的GPRS模塊接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。
[0060]其中，通過GPRS模塊，可發(fā)送遠程指令，控制巡檢機器人開始或者停止巡檢。通過超聲波模塊繞開障礙物，并且能夠回到巡檢路徑上。
[0061 ] 攝像設備包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。紅外攝像頭可以探測變電站內的紅外光，通過紅外光分析可以得出是否危險的報警信號，并及時發(fā)出，能夠有效避免變電站過熱起火等危險事件。
[0062]因為，現有巡檢機器人都是采用電力驅動，需要經常對蓄電池進行充電維護，人工成本很高，因此，在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:在所述變電站內設置待命區(qū)域，在所述待命區(qū)域設置無線充電裝置，在所述巡檢機器人上設置與所述無線充電裝置對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
[0063]因此，通過在待命區(qū)域設置無線充電裝置，可以直接給巡檢機器人進行無線充電，不需要人員進行電源連接，減少了人工充電維護的成本。
[0064]無線充電裝置例如利用電磁波感應原理進行充電的設備，原理類似于變壓器。在發(fā)送和接收端各有一個線圈，發(fā)送端線圈連接有線電源產生電磁信號，接收端線圈感應發(fā)送端的電磁信號從而產生電流給電池充電
[0065]在本發(fā)明的另一個實施例中，還包括:沿所述導航磁軌的軌跡測量所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息，并存儲在所述巡檢機器人內；在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制所述巡檢機器人上的感應線圈的朝向，使得所述感應線圈產生對蓄電池進行充電的充電電流。
[0066]因此，本發(fā)明實施例通過預先測量變電站內的磁場方向，在巡檢機器人運動過程中，通過調整感應線圈的朝向來充分利用變電站內的磁場進行充電，因為巡檢機器人處于運動狀態(tài)，而變電站內具有高壓線和變壓器等多種強磁場源，因此該實施例不但能夠在巡檢機器人運行中實時充電，增加了巡檢機器人的續(xù)航里程，還充分利用了空間中的磁場能量，節(jié)約了能源和充電成本。
[0067]在本發(fā)明的再一個實施例中，還包括:測量所述變電站中的變壓器周邊的磁場強度，找到磁場強度高于門限值的預定區(qū)域；在所述預定區(qū)域內設置待命區(qū)域；在所述巡檢機器人上設置與所述變壓器對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。該實施例充分利用了變電站內的空間中的磁場能量，節(jié)約了充電成本。
[0068]本發(fā)明還提供了一種變電站地面巡檢系統的實施例，包括:
[0069]導航磁軌，鋪設在變電站內，用于導航巡檢路徑；
[0070]射頻識別ID卡，設直在待檢設備上；
[0071]巡檢機器人，用于:沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集；
[0072]無線網橋，用于:將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
[0073]由上可知，本發(fā)明巡檢系統實施例中，通過在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，通過在待檢設備上設置射頻識別ID卡，可以簡單方便的實現巡檢導航和設備定位，使得本發(fā)明實施例結構簡單，成本低
[0074]圖2是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的控制系統連接示意圖，如圖2所示，
[0075]巡檢機器人的控制器接收短信模塊(GPRS模塊)的控制信息，或者根據設定值定期實現自動控制。控制器控制運動系統沿著預先鋪設的磁條軌道實現一次周期巡檢。在運動的過程中，控制器實時采集攝像頭信息并通過無線網橋將信息發(fā)送到遠程控制端，遠程控制端可以控制云臺角度，從而全方位，無死角的進行可見光、紅外光拍攝?？刂破鬟€連接射頻識別模塊和磁軌監(jiān)測模塊，通過ID卡識別技術，巡檢機器人可以辨別到變電站的不同設備，從而實現特定位置拍攝。
[0076]圖3是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的立體結構圖，圖4是本發(fā)明實施例的巡檢機器人的另一視角的立體結構圖。如圖3、圖4所示，
[0077]所述巡檢機器人包括:
[0078]檢測裝置301，用于:檢測所述導航磁軌的磁軌信號；
[0079]超聲波模塊302，用于:探測障礙物；
[0080]GPRS模塊303，用于:接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。
[0081]其中，所述攝像設備304包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。
[0082]所述攝像設備304安裝在云臺305上，可以實現攝像角度的水平旋轉和上下傾斜。
[0083]所述檢測裝置301可以為對磁軌信號檢測的濾波電路，也是同時對變電站干擾進行降噪的濾波電路；
[0084]如圖4所示。所述巡檢機器人還包括:采用差動方式轉向的兩個主動輪306，安裝在所述底盤上，萬向輪308，安裝在所述底盤上；
[0085]兩個直流電機，設置在所述底盤上，并且分別連接所述兩個主動輪；
[0086]電源，設置在所述底盤上，連接所述兩個直流電機。
[0087]能夠打開的翻蓋式外殼309，罩在所述底盤上；
[0088]巡檢機器人具有以下功能
[0089]本發(fā)明實施例的巡檢機器人能達成以下功能:
[0090]1、運動控制?？刂破魍ㄟ^直流電機驅動器控制主動輪電機進行運行。由于采用雙主動輪機構，所以巡檢裝置的拐彎采用雙輪差速的方式。
[0091]2、磁軌巡線。磁軌帶有磁性，通過霍爾傳感器，并加以適當的信號調理電路，就可以實現巡線控制。
[0092]3、無線網橋組網。由于電網內部網絡不允許有無線接入點。且無線網橋的距離為50KM,已經滿足要求。故采用無線網橋組建局域網，省去租借特殊網絡所需費用以節(jié)約資金。
[0093]4、攝像頭采集。采用高分辨率可見光和紅外光攝像頭，監(jiān)控變電站設備的溫度、運行狀況等信息。
[0094]5、短信控制。變電站運行人員短信發(fā)送給巡檢裝置控制命令，實現巡檢裝置的接收命令運行；利用手機的便利性，開發(fā)通過GSM網絡發(fā)送控制指令的功能，員工只需要按給定的數據格式發(fā)送短信至巡檢裝置的“號碼”就能輕松地控制巡檢裝置的運行，實現遠程遙控巡檢裝置。
[0095]6、磁軌導航。通過磁傳感器實現機器人的巡軌導航，成本低，精度高。變電站的設備通道和電纜蓋板上均鋪巡檢裝置運行磁軌，便于巡檢裝置巡線行駛。
[0096]7、ID卡標識相關設備。通過在特定設備上粘貼識別標簽的方式，實現特定設備的識別。通過RFID射頻識別技術進行標識。
[0097]在本發(fā)明的變電站地面巡檢系統的又一個實施例中，還包括:
[0098]無線充電裝置，設置在所述變電站內的待命區(qū)域；
[0099]無線充電感應區(qū)域，設置在所述巡檢機器人上，用于:在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。因此，通過在待命區(qū)域設置無線充電裝置，可以直接給巡檢機器人進行無線充電，不需要人員進行電源連接，減少了人工充電維護的成本。
[0100]在本發(fā)明的變電站地面巡檢系統的又一個實施例中，所述巡檢機器人還包括:
[0101]存儲裝置，用于:存儲沿所述導航磁軌的軌跡測量得到的所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息；
[0102]感應線圈，用于:在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制朝向，產生對蓄電池進行充電的充電電流。
[0103]因此，本發(fā)明實施例通過預先測量變電站內的磁場方向，在巡檢機器人運動過程中，通過調整感應線圈的朝向來充分利用變電站內的磁場進行充電，因為巡檢機器人處于運動狀態(tài)，而變電站內具有高壓線和變壓器等多種強磁場源，因此該實施例不但能夠在巡檢機器人運行中實時充電，增加了巡檢機器人的續(xù)航里程，還充分利用了空間中的磁場能量，節(jié)約了能源和充電成本。
[0104]本發(fā)明實施例的變電站地面自動巡檢系統能夠基本代替人工實現35KV變電站的常規(guī)巡檢。其巡檢機器人搭載可見光高清攝像頭和紅外攝像頭，能夠以自動或者手動的方式進行變電站的自動巡視拍攝。并能夠通過自主組件的網橋將數據傳輸到遠程控制端。
[0105]變電站地面自動巡檢系統基本做到無人維護，基本代替人工巡檢，能夠提高全員勞動生產率，保證無人值守變電站設備運行質量。
[0106]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據本發(fā)明公開的內容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種變電站地面巡檢方法，其特征在于，包括: 在變電站內鋪設用于導航巡檢路徑的導航磁軌，在待檢設備上設置射頻識別ID卡； 使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集； 通過無線網橋將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
2.根據權利要求1所述的變電站地面巡檢方法，其特征在于，在使巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的步驟中，還包括: 通過所述巡檢機器人的檢測裝置檢測所述導航磁軌的磁軌信號； 通過所述巡檢機器人的超聲波模塊探測障礙物，根據探測結果控制所述巡檢機器人繞過所述障礙物后繼續(xù)沿所述導航磁軌行進； 通過所述巡檢機器人的GPRS模塊接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。
3.根據權利要求1所述的變電站地面巡檢方法，其特征在于， 所述攝像設備包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。
4.根據權利要求1所述的變電站地面巡檢方法，其特征在于，還包括: 在所述變電站內設置待命區(qū)域，在所述待命區(qū)域設置無線充電裝置，在所述巡檢機器人上設置與所述無線充電裝置對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
5.根據權利要求1所述的變電站地面巡檢方法，其特征在于，還包括: 沿所述導航磁軌的軌跡測量所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息，并存儲在所述巡檢機器人內； 在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制所述巡檢機器人上的感應線圈的朝向，使得所述感應線圈產生對蓄電池進行充電的充電電流。
6.根據權利要求1所述的變電站地面巡檢方法，其特征在于，還包括: 測量所述變電站中的變壓器周邊的磁場強度，找到磁場強度高于門限值的預定區(qū)域； 在所述預定區(qū)域內設置待命區(qū)域； 在所述巡檢機器人上設置與所述變壓器對應的無線充電感應區(qū)域，在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
7.一種變電站地面巡檢系統，其特征在于，包括: 導航磁軌，鋪設在變電站內，用于導航巡檢路徑； 射頻識別ID卡，設置在待檢設備上； 巡檢機器人，用于:沿所述導航磁軌行進，并通過所述射頻識別ID卡進行所述待檢設備的識別，通過所述巡檢機器人的攝像設備進行所述待檢設備的視頻數據的采集； 無線網橋，用于:將所述視頻數據傳送到遠程監(jiān)控端。
8.根據權利要求7所述的變電站地面巡檢系統，其特征在于，所述巡檢機器人包括: 檢測裝置，用于:檢測所述導航磁軌的磁軌信號； 超聲波模塊，用于:探測障礙物； GPRS模塊，用于:接收遠程指令，并將巡檢過程中產生的報警信號發(fā)送給手機終端。 所述攝像設備包括可見光高清攝像頭和紅外攝像頭。
9.根據權利要求7所述的變電站地面巡檢系統，其特征在于，還包括: 無線充電裝置，設置在所述變電站內的待命區(qū)域； 無線充電感應區(qū)域，設置在所述巡檢機器人上，用于:在所述巡檢機器人停在所述待命區(qū)域后，由所述無線充電感應區(qū)域為所述巡檢機器人進行無線充電。
10.根據權利要求7所述的變電站地面巡檢系統，其特征在于，所述巡檢機器人還包括: 存儲裝置，用于:存儲沿所述導航磁軌的軌跡測量得到的所述變電站內的高壓線或變壓器產生的磁場強度信息和磁場方向信息； 感應線圈，用于:在所述巡檢機器人沿所述導航磁軌行進的過程中，根據所述磁場方向信息控制朝向，產生對蓄電池進行充電的充電電流。
【文檔編號】G06K7/10GK104284151SQ201410498481
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權日:2014年9月25日
【發(fā)明者】周靜, 房靜, 曹克軍, 蘇東寶, 孟晨辰, 周楚薇, 吳鵬 申請人:國家電網公司, 華北電力大學（保定）, 國網安徽鳳臺縣供電有限責任公司