海底隧道电缆智能巡检机器人系统研制与应用

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  摘 要:传统的隧道内电缆巡检存在隧道阴暗密闭、通风困难,人工巡检效率较低;运行电缆随时可能发生故障,威胁员工人身安全;现有消防系统效率低,电缆隧道一旦着火会造成较大损失;现行的在线监测取样单元布置离散,且各监测系统彼此孤立,对设备状态的感知过于片面等问题。创新使用智能巡检机器人系统,实现了对交直流共用的海底电缆隧道及电缆线路的智能化管理,向着电网智能化,运维精益化的目标扎实推进。
  关键词:隧道电缆;智能;巡检;机器人
  一、引言
  福建地处沿海城市,随着电网的不断发展,海底隧道电缆数量不断增加,但隧道内电缆巡检方式存在以下四大难点:(1)隧道阴暗密闭、通风困难,人工巡检效率较低;(2)运行电缆随时可能发生故障,威胁员工人身安全;(3)现有消防系統效率低,电缆隧道一旦着火会造成较大损失;(4)现行的在线监测取样单元布置离散,且各监测系统彼此孤立,对设备状态的感知过于片面。
  为解决上述问题,莆田供电公司创新团队从海底电缆隧道巡检的工作难点出发,建立了一套智能巡检机器人系统,实现了对交直流共用的海底电缆隧道及电缆线路的智能化管理,向着电网智能化,运维精益化的目标扎实推进。
  二、智能巡检机器人系统组成及结构
  (一)系统组成
  智能巡检机器人系统的设备组成分五个方面:(1)软件平台:多功能远程综合监测平台;(2)轨道总成:由吊装轨道、定制弯道、井口穿越附件等组成;(3)供电平台:基于非接触感应供电的动力驱动部分;(4)通信平台:通过漏波电缆传输的无线通信子系统;(5)智能巡检机器人:包含有车载自动控制子系统、远程遥控子系统、视频成像及红外热成像子系统、交互对讲广播子系统、消防灭火子系统、温湿度、有害气体及空气含氧量监测子系统、避障及保护子系统。
  (二)系统结构
  系统的技术结构分3个层次:监测层、数据层和展现层,借鉴大数据系统模型构建思路,监测层通过各类设备获取数据,传输给数据层进行分析,最终通过展现层直观呈现给使用者。其结构示意图如表1所示。
  (三)系统的主要功能
  1.智能机器人的主要功能:
  (1)巡视、检测:机器人可沿轨道进行三挡调速的自动巡检及智能避障,也可以智能通过防火门,pick-up单元能从轨道上感应取电,可见光摄像机及红外成像仪可实时同传视频及红外画面,各类传感器可采集隧道状态量。
  (2)消缺、应急:机器人与隧道内火情报警器联动,定位跟踪热源,第一时间赶赴现场,将各类数据发送回指挥中心;消防舵机与热成像仪联动,调整朝向对准火源,自动精准灭火。
  2.综合平台的主要功能:
  机器人系统与隧道内水位、光照、温度、护层电流等分布式传感器共同采用IEC104协议接入电缆综合监测平台,构建隧道物联网,实现多源数据交互。同时,平台整合各业务系统,实现各专业高效协同,全流程可控。
  三、结束语
  海底隧道电缆智能巡检机器人全面融入缺陷预警、事故研判、过程沟通、安全监督、复后跟踪等检修全流程,全面提升运检管理穿透力,实现了远程自动巡检和自动、快速处置缺陷及火情,提高了隧道巡检效率与效果,保障巡检及应急处置安全,推动互联网+电网技术的“智造”融合应用,为确保电网的安全稳定运行提供了有力的保障。
  参考文献
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  [5]吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
  作者简介
  徐丽红(1978.7)女,大学本科,高级工程师,主要从事电力通信建设、运维和管理方面工作。
  (作者单位:国网福建省电力有限公司莆田供电公司)
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