1. 項目概述

變電站作為電力系統(tǒng)的核心樞紐，設備安全穩(wěn)定運行直接關系到電網(wǎng)供電可靠性。傳統(tǒng)變電站巡檢依賴人工巡檢單一模式，存

在諸多痛點：

運維人員勞動強度大、巡檢效率低下，人工巡檢易出現(xiàn)漏檢、錯檢等巡檢不到位問題，且不同巡檢人員的操作習慣、經(jīng)驗水平差異較大，導致巡檢標準不統(tǒng)一；

在雨雪、暴雨、高溫、嚴寒等惡劣天氣下，人工巡視作業(yè)困難，甚至存在安全風險。

此外，人工巡檢主要依靠巡檢人員的感官判斷和過往經(jīng)驗，難以對變電站設備的運行狀態(tài)進行客觀、全面、精準的評估，極易遺漏設備潛在故障隱患，給變電站安全運行埋下重大風險。

近年來，隨著我國電力工業(yè)的快速發(fā)展，以“信息化、數(shù)字化、自動化、互動化”為核心特征的智能電網(wǎng)建設不斷深入，特高壓電網(wǎng)工程持續(xù)推進，變電站的規(guī)模不斷擴大、設備種類不斷增多、運行復雜度顯著提升，傳統(tǒng)的人工運檢模式已無法滿足現(xiàn)代智能電網(wǎng)的發(fā)展需求。

2. 系統(tǒng)組成

變電站智能巡檢系統(tǒng)以“全方位感知、全流程管控、全時段監(jiān)測”為核心目標，主要由巡檢機器人、各類固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備三大核心部分組成，三者協(xié)同工作，全面采集變電站設備運行狀態(tài)、現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)等各類關鍵數(shù)據(jù)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析、故障診斷和風險預警提供堅實的數(shù)據(jù)支撐，構建“移動+固定+輔助”的立體化巡檢體系。

2.1 巡檢機器人

巡檢機器人作為系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)采集設備，是實現(xiàn)變電站移動巡檢的核心載體，根據(jù)變電站不同的應用場景（室內、室外）靈活部署，主要分為室內軌道式巡檢機器人和室外輪式巡檢機器人兩大類。兩類巡檢機器人均搭載高清可見光攝像頭、紅外熱像儀、聲音采集模塊、溫濕度傳感器、SF6氣體傳感器、局部放電傳感器等多種檢測設備，可實現(xiàn)對變電站設備的外觀狀態(tài)、運行溫度、異常聲音、氣體濃度、局部放電等多維度、全方位的數(shù)據(jù)采集，精準捕捉設備運行過程中的細微異常，彌補人工巡檢的不足。

其中，室內軌道式巡檢機器人主要部署于變電站主控室、繼保室、高壓室等室內區(qū)域，依托預設軌道實現(xiàn)自主行走；室外輪式巡檢機器人主要部署于變電站室外設備區(qū)域，具備較強的地形適應性，可在變電站戶外場地自主導航、自主避障，適應室外復雜環(huán)境下的巡檢作業(yè)需求。

2.2 固定智能傳感器

為彌補巡檢機器人巡檢存在的時間間隔盲區(qū)，實現(xiàn)對變電站設備和環(huán)境的實時持續(xù)監(jiān)測，在變電站關鍵區(qū)域、重點設備（如變壓器、開關柜、GIS設備等）上精準部署固定智能傳感器，形成固定監(jiān)測網(wǎng)絡。固定智能傳感器種類豐富，主要包括溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、SF6/O2復合傳感器、局部放電傳感器等，可實現(xiàn)對變電站室內外環(huán)境參數(shù)（溫濕度、煙霧、漏水等）和設備關鍵運行狀態(tài)（局部放電、氣體泄漏等）的24小時不間斷監(jiān)測，實時捕捉各類異常數(shù)據(jù)，與巡檢機器人形成互補，提升監(jiān)測的連續(xù)性和全面性。

2.3 輔助監(jiān)測設備

輔助監(jiān)測設備作為巡檢機器人和固定智能傳感器的補充，進一步完善系統(tǒng)監(jiān)測覆蓋范圍，主要包括高清球機、固定紅外熱成像儀、聲音監(jiān)測儀等設備，與巡檢機器人、固定智能傳感器協(xié)同工作，實現(xiàn)變電站重點區(qū)域、關鍵設備的全方位、無死角監(jiān)測，有效提升系統(tǒng)監(jiān)測的覆蓋率、可靠性和精準度，確保不遺漏任何一處潛在故障隱患。

3. 核心功能

3.1 室內軌道式巡檢機器人功能

室內軌道式巡檢機器人專門針對變電站主控室、繼保室、高壓室等室內封閉區(qū)域設計，主要面向二次設備、控制屏、端子箱、測控裝置等室內設備開展巡檢作業(yè)，具備運行穩(wěn)定、噪音低、定位精準、操作便捷等特點，不影響室內設備的正常運行。

核心配置：搭載1080P及以上高清可見光攝像頭、高精度紅外測溫模塊、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、高精度軌道行走機構、精準定位模塊，部分場景可根據(jù)需求新增SF6傳感器、局部放電傳感器等設備。

核心功能：可實現(xiàn)軌道自主行走，行走速度可在0.1~0.5m/s之間靈活調節(jié)，定位精度可達±3cm，確保巡檢位置精準；具備自動啟停、自動轉向、自動避障等功能，可按照預設巡檢路線開展自主巡檢，也可手動控制調整巡檢路徑；

實現(xiàn)多維度巡檢，可精準識別設備指示燈狀態(tài)（正常、熄滅、閃爍異常）、儀表讀數(shù)（自動識別并對比標準范圍）、電纜接頭溫度（精準測溫，捕捉過熱異常）、室內環(huán)境參數(shù)（溫濕度、煙霧、漏水等），全面掌握室內設備運行狀態(tài)和環(huán)境情況；具備異常報警功能，當檢測到設備異?；颦h(huán)境參數(shù)超標時，立即停止當前巡檢作業(yè)，發(fā)出聲光報警信號，并將異常信息實時上傳至智能化管理平臺，提醒運維人員及時處置；可與室內固定監(jiān)測設備協(xié)同工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、優(yōu)勢互補，提升室內巡檢的全面性和可靠性。

3.2 智能輔助監(jiān)測系統(tǒng)功能

智能輔助監(jiān)測系統(tǒng)作為巡檢機器人的重要補充，聚焦變電站“全方位、無死角、全時段”監(jiān)測需求，進一步完善系統(tǒng)監(jiān)測體系，提升系統(tǒng)監(jiān)測的可靠性、連續(xù)性和全面性，為變電站安全運行提供多重保障，主要包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、局部放電監(jiān)測系統(tǒng)三大核心組件，各組件協(xié)同工作、數(shù)據(jù)互通。

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：在變電站室內外關鍵區(qū)域、重點設備周邊部署溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、SF6/O2復合傳感器、粉塵傳感器等多種環(huán)境監(jiān)測設備，實時采集變電站室內外溫濕度、煙霧濃度、漏水情況、SF6氣體濃度、O2氣體濃度、粉塵含量等環(huán)境參數(shù)，建立環(huán)境參數(shù)標準閾值庫，當檢測到某一環(huán)境參數(shù)超出標準閾值時，系統(tǒng)立即發(fā)出預警信號，并可聯(lián)動變電站通風設備、排水設備、排風設備等應急處置設備自動啟動，開展應急處置，防范環(huán)境異常引發(fā)的設備故障和安全風險。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)：整合變電站現(xiàn)有高清球機、槍機等監(jiān)控設備，同時在變電站重點區(qū)域（如設備區(qū)、出入口、控制室等）新增高清監(jiān)控設備，構建全覆蓋的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡；具備視頻實時預覽、錄像回放、移動偵測、異常報警等基礎功能，可實現(xiàn)對變電站現(xiàn)場情況的實時監(jiān)控和歷史追溯；與巡檢機器人采集的視頻數(shù)據(jù)協(xié)同展示，實現(xiàn)“移動視頻+固定視頻”的聯(lián)動查看；支持視頻AI智能分析功能，可自動識別人員闖入、設備異常動作、異物堆放等異常情況，識別到異常后立即發(fā)出報警信號，提升變電站安防水平和設備監(jiān)測智能化程度。

局部放電監(jiān)測系統(tǒng)：針對變壓器、開關柜、GIS設備等高壓設備的絕緣故障隱患，在相關設備上精準部署局部放電傳感器，實時監(jiān)測設備運行過程中的局部放電信號，通過專用智能算法對局部放電信號進行分析、識別，精準判斷局部放電的強度、位置和類型，提前預警設備絕緣故障，為運維人員開展設備檢修提供精準依據(jù)，防范絕緣故障擴大引發(fā)的設備損壞和供電中斷事故。

3.3 智能化管理平臺功能

智能化管理平臺是變電站智能巡檢系統(tǒng)的核心管控中樞，采用B/S架構設計，支持電腦、手機移動端等多終端訪問，實現(xiàn)對整個巡檢系統(tǒng)的統(tǒng)一管控、數(shù)據(jù)整合、分析預警和運維管理，為運維人員提供便捷、高效的管理工具，大幅提升變電站運維管理的智能化水平。

可視化管控：采用GIS地圖、三維建模等先進技術，將變電站的布局、設備位置、巡檢機器人運行軌跡、固定傳感器和輔助監(jiān)測設備的部署位置等信息進行可視化展示，形成變電站全景可視化管控界面，運維人員可通過界面直觀掌握整個變電站的巡檢情況、設備運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)全局態(tài)勢可視化管控。

智能分析與預警：依托AI智能算法和大數(shù)據(jù)分析技術，對巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備采集的各類數(shù)據(jù)進行綜合分析、對比研判，自動識別設備缺陷和環(huán)境異常，根據(jù)缺陷嚴重程度和異常等級，自動生成分級預警（一般預警、嚴重預警、緊急預警）；支持預警信息通過平臺彈窗、短信、移動端APP推送等多種方式通知相關運維人員，確保預警信息及時傳達，預警響應時間≤10s，為運維人員快速處置異常爭取時間。

數(shù)據(jù)融合與共享：整合巡檢機器人采集的移動監(jiān)測數(shù)據(jù)、固定智能傳感器采集的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、輔助監(jiān)測設備采集的補充監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時對接變電站現(xiàn)有運維管理系統(tǒng)，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、集中存儲和共享共用；支持數(shù)據(jù)多維度分析和歷史追溯，可生成各類數(shù)據(jù)報表（巡檢報表、缺陷報表、預警報表等），為變電站設備運維、故障診斷、隱患排查和決策制定提供數(shù)據(jù)支撐。

任務與運維管理：實現(xiàn)巡檢任務的全流程閉環(huán)管理，運維人員可根據(jù)變電站巡檢需求，在平臺上創(chuàng)建巡檢任務、分配巡檢責任人、設置巡檢路線和巡檢周期，實時跟蹤巡檢任務進度；支持運維工單的創(chuàng)建、分配、跟蹤、處置和閉環(huán)管理，詳細記錄設備運維歷史信息；可自動生成運維報表，全面反映變電站運維工作情況，提升運維管理效率。

3.4 智能分析與預警功能

智能分析與預警功能是系統(tǒng)實現(xiàn)“提前預警、精準處置”的核心支撐，貫穿于數(shù)據(jù)采集、預處理、分析、預警、處置的全流程，確保及時發(fā)現(xiàn)設備故障隱患，防范安全風險。

數(shù)據(jù)采集與預處理：巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備將采集到的圖像、視頻、溫度、氣體濃度、聲音、局部放電等各類原始數(shù)據(jù)，實時傳輸至智能化管理平臺；平臺對各類原始數(shù)據(jù)進行預處理，包括數(shù)據(jù)去噪、濾波、格式轉換、異常數(shù)據(jù)剔除等操作，確保采集數(shù)據(jù)的準確性、完整性和有效性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和故障識別奠定基礎。

缺陷自動識別：依托先進的AI圖像識別算法、紅外分析算法、聲音識別算法、氣體分析算法等，實現(xiàn)對設備缺陷和環(huán)境異常的自動識別。通過AI圖像識別算法，自動識別設備外觀破損、漏油、銹蝕、異物附著、指示燈異常、儀表讀數(shù)超標等外觀缺陷；通過紅外分析算法，自動識別設備接頭過熱、繞組發(fā)熱、絕緣子過熱等溫度異常；通過聲音識別算法，自動識別斷路器異響、變壓器異響等設備運行聲音異常；通過氣體分析算法，自動識別SF6氣體泄漏、O2濃度超標等氣體異常，實現(xiàn)多維度、全方位的缺陷自動識別。

分級預警：系統(tǒng)根據(jù)設備缺陷的嚴重程度、影響范圍和發(fā)展趨勢，以及環(huán)境異常的超標幅度，自動將預警信息分為一般預警、嚴重預警、緊急預警三個等級，并明確標注缺陷位置、缺陷類型、異常數(shù)據(jù)、預警時間、影響范圍等關鍵信息，便于運維人員快速掌握預警情況，區(qū)分處置優(yōu)先級。預警信息將通過平臺彈窗、短信、移動端APP推送等多種方式同步通知相關運維人員，確保運維人員第一時間獲取預警信息。

預警聯(lián)動：當系統(tǒng)發(fā)出預警信號時，將自動啟動預警聯(lián)動機制，實現(xiàn)多設備、多系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動處置。例如，啟動視頻監(jiān)控設備聚焦預警區(qū)域，實時拍攝并傳輸現(xiàn)場畫面，便于運維人員遠程查看現(xiàn)場情況；當檢測到SF6氣體泄漏時，自動聯(lián)動通風設備啟動，降低現(xiàn)場SF6氣體濃度，防范安全風險；當發(fā)生緊急預警時，自動聯(lián)動相關設備停止運行，同時生成缺陷處置工單，下達處置指令，確保預警異常得到快速、有效處置，形成“預警-聯(lián)動-處置-閉環(huán)”的全流程管理。

3.5 協(xié)同管控與遠程操作功能

系統(tǒng)具備強大的協(xié)同管控與遠程操作功能，實現(xiàn)“移動+固定+輔助”多設備協(xié)同工作，支持運維人員遠程開展巡檢作業(yè)，大幅減輕運維人員的現(xiàn)場工作負擔，提升運維效率。

多設備協(xié)同：巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備三者實現(xiàn)無縫協(xié)同、數(shù)據(jù)互通，構建立體化協(xié)同巡檢體系。當某一設備（如固定智能傳感器）檢測到異常信息時，智能化管理平臺將自動調度巡檢機器人前往異常區(qū)域，開展詳細巡檢，補充采集異常區(qū)域的設備狀態(tài)數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)，進一步確認異常情況，實現(xiàn)“固定監(jiān)測預警、移動巡檢復核”的協(xié)同模式，提升異常識別的準確性和可靠性，避免誤預警、漏預警。

遠程控制：運維人員可通過智能化管理平臺或移動端APP，遠程控制巡檢機器人的啟停、轉向、調速等動作，靈活調整巡檢機器人的巡檢路線；可遠程調整機器人搭載設備（如高清攝像頭、紅外熱像儀）的角度、焦距和參數(shù)，實現(xiàn)對設備細節(jié)的遠程查看和精準檢測，開展遠程巡檢作業(yè)，無需運維人員前往現(xiàn)場，尤其適用于惡劣天氣或危險區(qū)域的巡檢作業(yè)；同時，支持遠程控制智能輔助設備（如通風設備、排水設備、照明設備等）的啟停，實現(xiàn)異常情況的遠程應急處置。

實時監(jiān)控：智能化管理平臺實時展示巡檢機器人的運行狀態(tài)（如巡檢進度、當前位置、運行速度、設備狀態(tài)等）、巡檢畫面（高清可見光畫面、紅外熱成像畫面）、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、預警信息等內容；支持多畫面切換、畫面細節(jié)放大，運維人員可實時查看巡檢情況，及時發(fā)現(xiàn)設備運行異常和環(huán)境異常，實現(xiàn)對變電站巡檢工作的實時監(jiān)控和動態(tài)管控，確保巡檢工作有序開展。

4. 實施流程

變電站智能巡檢系統(tǒng)實施遵循“科學規(guī)劃、規(guī)范施工、精準調試、全面交付”的原則，結合變電站現(xiàn)場實際情況，分階段、有序推進實施，確保系統(tǒng)安裝、部署、調試工作順利開展，不影響變電站正常運行，具體實施流程如下：

4.1 需求調研

組織專業(yè)技術團隊深入變電站現(xiàn)場，開展全面的需求調研工作，明確變電站的具體巡檢需求、設備布局、場地環(huán)境特點、現(xiàn)有運維模式、人員配置等情況；梳理變電站重點設備、關鍵區(qū)域的監(jiān)測需求，明確巡檢頻率、巡檢標準、預警閾值等核心要求，形成詳細的需求調研報告，為后續(xù)方案設計提供精準依據(jù)。

4.2 方案設計

基于需求調研報告，結合變電站現(xiàn)場實際情況，開展系統(tǒng)整體方案定制設計工作。重點完成軌道布局設計（針對室內軌道式巡檢機器人）、巡檢機器人選型（室內/室外型號、搭載設備配置）、固定智能傳感器和輔助監(jiān)測設備的部署方案設計，以及系統(tǒng)集成方案、數(shù)據(jù)傳輸方案、智能化管理平臺配置方案等；方案設計過程中充分考慮變電站的安全性、兼容性和擴展性，確保方案科學、合理、可行，形成完整的系統(tǒng)設計方案，經(jīng)多方論證確認后，進入下一實施階段。

4.3 施工準備

施工前，做好充分的施工準備工作，確保施工順利開展。主要包括：清理施工場地，移除施工區(qū)域內的障礙物，平整施工路面，為設備安裝和施工操作提供良好條件；搭建臨時施工設施，布置施工電源、照明設備等，保障施工需求；嚴格做好安全防護措施，設置施工警示標識，劃分施工區(qū)域，防范施工安全風險；對施工人員進行全面的安全培訓和技術交底，明確施工流程、操作規(guī)范、安全注意事項和技術要求，確保施工人員具備相應的施工能力和安全意識。

4.4 設備安裝

按照系統(tǒng)設計方案和施工規(guī)范，有序開展設備安裝工作。主要包括：安裝巡檢機器人（室內軌道鋪設、機器人本體安裝調試，室外機器人部署）、固定智能傳感器（在關鍵區(qū)域、重點設備上安裝固定，做好接線和固定防護）、輔助監(jiān)測設備（高清球機、紅外熱像儀等安裝調試），以及數(shù)據(jù)傳輸設備、服務器等配套設備的安裝；安裝過程中嚴格按照操作規(guī)范執(zhí)行，做好設備接線、固定、防護等工作，確保設備安裝規(guī)范、牢固，接線準確、可靠；同時加強現(xiàn)場管理，做好施工記錄，及時處理施工過程中出現(xiàn)的問題，確保施工安全和施工質量，全程避免影響變電站正常運行。

4.5 系統(tǒng)部署

設備安裝完成后，開展智能化管理平臺的部署工作。主要包括：在服務器上安裝相關軟件，搭建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，完成平臺初始化配置；配置系統(tǒng)參數(shù)（如巡檢路線、預警閾值、用戶權限、設備聯(lián)動規(guī)則等）；實現(xiàn)巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備與管理平臺的數(shù)據(jù)互通，完成設備接入調試，確保各類數(shù)據(jù)能夠實時、準確傳輸至平臺，平臺能夠正常管控各類設備。

4.6 系統(tǒng)調試

系統(tǒng)部署完成后，開展全面的系統(tǒng)調試工作，確保系統(tǒng)各項功能正常運行、各項性能達到設計要求。主要包括：測試巡檢機器人的巡檢路徑準確性、自主行走、遠程控制等功能，調試機器人搭載設備的數(shù)據(jù)采集精度；測試固定智能傳感器、輔助監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)采集準確性和穩(wěn)定性；測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和實時性；測試智能化管理平臺的可視化管控、智能分析與預警、任務管理、遠程操作等功能；測試系統(tǒng)預警聯(lián)動機制的有效性，模擬各類異常場景，驗證預警響應速度和處置效果；針對調試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時進行優(yōu)化調整，直至系統(tǒng)各項功能、性能均達到設計標準。

4.7 培訓與交付

系統(tǒng)調試合格后，組織專業(yè)技術人員為變電站運維人員提供全面的操作培訓和技術支持。培訓內容包括：系統(tǒng)組成、設備操作、平臺使用（巡檢任務創(chuàng)建、數(shù)據(jù)查看、預警處置、工單管理等）、日常維護、常見故障排查等，確保運維人員能夠熟練操作系統(tǒng)、掌握日常維護技巧和常見故障處置方法；培訓完成后，進行培訓考核，考核合格后，完成系統(tǒng)交付工作，提供完整的交付資料（包括設計方案、施工記錄、調試報告、操作手冊、培訓資料等），并建立長期技術支持機制，及時響應運維人員的技術需求，保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

審核編輯 黃宇