系统概述

项目简介

正文暂略……

系统概述

变电站室内设备（如开关柜室、GIS室、电容器室、继电保护室 ）的稳定安全运行是保证变电站正常运行的关键因素，需要运行人员准确全面地了解变电站室内设备运行状态。人工检测的内容主要包括测温、读表、指示灯、保护压板位置状态等。变电站室内设备是设备缺陷的高发区，需要运行人员重点巡检。人工巡检存在着比较大的安全风险，轨道式智能巡检机器人系统可有效降低人工巡检的安全风险，24小时对变电站室内设备进行监控，方便运行人员及时有效的了解室内设备的运行状态。

轨道式智能巡检机器人系统通过搭载视频设备和传感器，沿轨道对电力设备进行巡检，能够实现变电站室内设备全方位、全自主智能巡检和监控，也可以人工操作，获取需要检测设备的重要信息。本检测系统大大提高了检测的范围，提高了巡检的效率和智能化水平。

轨道式智能巡检机器人系统的应用可有效降低设备维护成本，提高设备巡检、设备管理的自动化和智能化水平，为智能变电站和无人值守站提供新型的技术检测手段和可靠的安全保障，具有巨大的社会效益、经济效益和安全效益，市场前景广阔。

设计依据

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

检测要求

巡检设备可以包括一下内容：

Ø 开关柜设备外观

Ø 柜内设备的指示状态

Ø 柜面布置的各类表记读数（指示）

Ø 开关柜发热情况

Ø 开关柜面布置的压板、空转换等二次设备状态

Ø 开关柜室温湿度及臭氧情况

机器人系统功能与组成

1. 

2. 

3. 

3.1. 功能介绍

1. 

2. 

3. 

4. 

4.1. 

4.1.1. 轨道式智能巡检监控机器人是一款可长距离水平方向运动、智能型、监控摄像设备搭载平台系统，可挂载音视频采集设备、影音播放设备、温控检测设备、红外热成像设备等。

4.1.2. 自动化功能如下： a.长距离移动方式的视频信号采集功能； b.对重点监控对象地理位置的记忆功能； c.自动智能巡检监控对象位置的功能； d.智能追踪、报警、对讲、变速、感应规避障碍； e.误差小于±5cm的精确定位功能。

4.1.3. 最大限度的提供可移动视频监控的智能化模式，可与摄像机同步实现预置位、巡航线功能，实现视频监控系统集中管理控制的模式；系统设计均符合国家的规范管理和使用要求。系统采用高性能嵌入式CPU，全工业化元器件设计。控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议均遵循国家标准的规定；从元件、部件的选型到具体的实施方案，都考虑到系统可靠性的问题。本系统采用多重防死机技术最大程度地让机器正常运行，同时也能够避免突然掉电对系统的损坏和遇到一般性软件故障时系统自动重新启动，保证系统工作的可靠性。

4.1.4. 巡检设施的备覆盖率和识别能达到 100% ，相关技术条件满足国家的智能巡检机器人验收细则的要求，满足各类技术管理；

4.1.5. 检测功能

Ø 可见光识别

Ø 自动巡航功能

Ø 定时执行任务功能

Ø 特巡功能

Ø 自动调用云台预置位检测

Ø 设备故障或缺陷的智能分析和自动报警

Ø 自动生成巡视报表

Ø 手动、自动控制功能

Ø 设备巡检人员可在监控后台进行巡视

Ø 可对机器人本体、云台及可见光摄像仪进行手动控制或自动规划指令下发

Ø 实现设备巡视的本地及远方操作

1. 项目设计

轨道式智能巡检机器人系统设计包括轨道安装、控制箱安装、电源选取及缆敷设、本地监控系统、通信传输等安装内容以及针对该项目安装进行的改造工程设计。

4. 

4.1. 轨道安装设计

根据隧道的布局，机器人轨道采用直线型的布置方式，通过相互拼接完成。 进而实现对周界围墙的全方位、无死角检测。

轨道的设计根据现场的实际情况进行确定，围墙布局不同轨道也根据围墙的分区实际情况进行确定。

经过对平面布置图的研究，初步预设轨道的布置方式。（正式设计方案须到现场实地考察后确定）

 

 

 

 

 

4.2. 机器人控制箱设计

每个轨道机器人配备一控制箱，控制箱为机器人的控制中心和数据处理中心，一般安装在轨道的一端（靠近机器人“休息区”），采用悬挂式安装，控制箱需进行接地，与墙壁开关内部接地连在一起即可。为便于操作和维护，控制箱中心位置一般距地面 1.5 米本项目具体安装位置需现场考察后确定。

4.3. 电源选取及电缆敷设设计

轨道机器人系统需要外部提供220V 10A交流电源作为系统的能量供给，并保证的稳定和可靠。本项目选用取电位置需根据现场实际考察确定。考察后需在设计方案中明确线缆敷设路径及注意事项。

4.4. 本地监控系统设计

本地监控系统作为机器人的数据处理中心和数据储存中心，一般安装在控制室内的控制台上，供运行人员实时查询数据和设备状态，主要由显示器、主机、NVR和交换机组成。一般显示器、主机、NVR和交换机以就近原则安放，本项目需实际考察后确定。

4.5. 通信传输设计

通信传输主要是实现控制箱与本地监控系统的数据传输功能。一般通过现场考察根据传输距离确定，常用传输方式为光纤通讯和以太网通讯。

2. 轨道机器人电气系统连接图及设备参数

 

 

  

 

序号	项目	参数	备注
0	SIP会话	支持SIP协议会话。
1	工作环境温度/湿度	－20°C～＋55°C / ≤90％
2	控制协议	PELCO-D 等  支持辅控指令可选
3	控制协议通信方式1	RS-485
4	控制协议通信方式2	TCP/IP
5	通讯方案（专利项目）双IP控制模块	支持同时向智能轨道机器人和监控摄像机IP地址发送指令	后台软件发出命令，轨道机器人与球机同步执行（云台的旋转、镜头的变倍）
6	通信速率（波特率）	1200、2400、4800、9600	多种波特率可选
7	输入/输出电压/功率	AC220V 50Hz/ 120W
8	控制协议传输  RS-485	航空插头  GX16-2芯
9	控制协议传输TCP/485	网线接口   10M/100M/4口交换
10	模拟视频输出	1.0V[p-p] / 75Ω, PAL或NTSC, BNC头
11	数字视频输出	网线接口   10M/100M
12	水平移动速度（步进电机型）	0～30m/min最高速度：50m/min	用于智能型产品
13	水平移动速度（直流电机型）	0～120m/min（其它速度可定制）	用于普通型系列产品
14	缓冲启动与停止	频率可调，S曲线缓冲，末端缓速到达预置位
15	位置纠偏修正	正反旋转增量编码，闭环计算修正。修正量可预置
16	智能自动巡航	支持无人值守的智能监控模式	具有自动巡航功能
17	自动回归主看守位	无操作t秒后，自动转入。位置和时间可以自定义。
18	移动视频信号传输调制	FM、1.2GMHz
19	移动视频信号传输信道	4个信道，增益28dBm
20	移动视频信号传输调制	Wifi，2.4GMHz
21	移动视频信号传输信道	13个信道，增益28dBm
22	移动视频信号传输调制	OFDM正交频分	适用于变电站特殊要求
23	地址码（水平）	1-255
24	预置位（水平）	1-255	可用252个预制位
25	移动主机外形尺寸/重量	长60 cm×宽22 cm×高30 cm / 10kg
26	移动主机最大载重	30kg
27	辅助定向照明射灯	220V
28	水平直线移动距离	任意距离
29	材质	高分子复合材料
30	绝缘强度	10kV电压下无击穿
31	阻燃	GB-8624-1997 B1级
32	充电方式	无缝滑环型（四极）、导轨充电
33	轨道外形尺寸/重量	长300 cm×宽12cm×高8 cm / 10kg
34	垂直升降距离	1m；1.5m；2m；2.5m；3m  可选	5种升降高度可选
35	垂直升降速度	0.9～3.6m/min	用于智能型产品
36	位置纠偏修正	正反旋转增量编码，闭环计算修正。修正量可预置	闭环控制
37	自动回归主看守位	无操作t秒后，自动转入。位置和时间可以自定义。
38	地址码（上下）	1-255
39	预置位（上下）	1-255	可用252个预制位
40	升降云台外形尺寸/重量	定制参数
41	最小转弯半径	1米

 

5、控制软件功能

5.1、DVR控制轨道摄像机

DVR的控制面板（不同型号可能不）如下：

操作轨道摄像机方法：先选中轨道摄像机所在的通道，选择云台控制，再按 [F1/雨刷]、[F2/辅助] 即可控制轨道摄像机直线行驶的左右行动作。

通过DVR遥控器操作的方式与上述方式类似，都是在控制摄像机云台的状态下操作辅助控制（按键一般显示为F1、F2或雨刷、灯光、辅助等）。

如要指定辅助控制端口，按如下选择：

1- 轨道机左行

2- 轨道机右行

3- 轨道机辅助灯光

4- 轨道机加速

5- 轨道机上升

6- 轨道机下降

7- 备用

8- 备用

5.2、DVR  WEB客户端控制轨道摄像机

首先登录上接入轨道摄像机的DVR，出现WEB客户端主界面，然后选中要控制的轨道摄像机通道，在云台控制操作区点击[灯光]、[雨刷]来操作轨道摄像机的直线进退。

5.3、定制WEB客户端控制轨道摄像机

通过与DVR厂家协商，在DVR客户端软件界面上云台控制面板上增加轨道机控制按钮，实现定制化软件操作，操作更加直接和明了：

5.4、集成客户端控制轨道摄像机

如果用户拥有自己的集成平台，只需要在客户端软件中增加轨道机控制按钮即可实现操作轨道摄像机，轨道机采用Pelco_D协议（辅助控制命令），控制辅助端口对应轨道机的动作如下：

1- 轨道机左行

2- 轨道机右行

3- 轨道机辅助灯光

4- 轨道机加速

5- 轨道机上升

6- 轨道机下降

7- 备用

8- 
备用    

         

5.5、数字系统

数字轨道摄像机系统中，轨道机的控制不能通过NVR进行操作，必须要通过集成平台软件来控制，平台软件要对轨道机和挂载的网络摄像机进行关联，在进行摄像机云台操作的同时对轨道机进行操……

对于现在软件不能操作轨道机的系统，也可以通过我公司的网络操作软件进行轨道机操作，在网络摄像机支持线控（开放RS485控制模式）的情况下，我公司的操作软件可以实现轨道机控制、网络摄像机控制和两者的同步动作，实现全预置位操作（实现摄像机和轨道机的预置位操作同步）。

3. 施工安全、组织、质量保障措施

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6.1. 安全措施

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6. 

7. 

7.1. 

7.1.1. 安全管理规定

（1）外来施工人员必须严格遵守高压开关柜各项管理制度规定，确保设备、人身安全。

（2）工作展开前进行安全教育、现场安规学习，外来施工人员必须经过考试合格方能进入工作现场。

（3）每天开始工作前要检查安全措施是否完备。

（4）不动无关设备。

（5）登高作业必须使用经检验合格的脚手架或梯子。

（6）使用移动式电动机械和手持电动工具（砂轮切割机，枪钻，角向砂轮机，冲击电钻等）的单相电源必须使用三芯软橡胶电缆，三相电源线必须使用四芯软橡胶电缆；电动工具使用前应检查下列各项：外壳、手柄无裂缝，无破损；保护接地线或接零线连接正确，牢固；电缆或软线完好；插头完好；开关动作正常、灵活、无缺损；电气保护装置完好；机械保护装置完好；转动部分灵活。

（7）施工现场临时电源的备条线路应连接紧固，绝缘良好，负荷不超过允许值，严禁两个电源系统并联进行，一个施工区域内一般不应引入二路电源。

（8）各种机电设备及各种手持电动工具，临时电源必须加装漏电保护装置，安全敷设，专人保养，不准随意乱接乱拉电源线。

（9）使用冲击钻及砂轮机进行工作时，不准站在砂轮的下面磨活，并用防火布进行遮挡，防止火星危害附近电缆及设备。

（10）切割轨道时，不能在柜内切割，必须到柜外指定位置切割，并做好防护。

（11）不具备电气和机械资质的人员，严禁使用机电设备；

（12）同一工作地点，脚手架不可以随意摆放，使用时脚手架的轮毂必须刹住防止随意滑动，下面不可以站人，防止工具滑落扎伤人；

（13）使用脚手架的工人不可以随意从一个脚手架走到另一个脚手架上；

（14）在施工中途发现施工条件有变化和安全措施执行有困难时，应立即向工程负责人提出解决。

（15）现场应保持整洁，应该做到工完料尽场地清。

7.1.2. 一般规定

轨道机器人安装作业应有严密的组织措施，明确的现场分工，严格的现场纪律，并有完善的现场勘查制度、工作票制度、工作联系制度、工作监护制度及工作间断转移与终结制度。

（1）做好现场勘查：在进行带电作业之前，根据工作情况，派有实践经验的人员进行现场查勘，现场查勘应注意接线方式，设备特性、工作环境、间隙距离、交叉跨越等情况。根据现场查勘情况作出能否带电作业判断。

（2）严格办理工作票：根据变电施工安规要求，结合实际情况，严格办理工作票。对所有进场施工的人员，严格按照工作票的要求，进行安规教育，并考试合格。

（3）执行工作联系制度：在进入变电站工作后，时刻保持与站上监督人员的联系，并做好各种工作的通报。在变电站进行带电作业时，提前与值班员联系，并经其许可。

（4）执行工作监护制度：在轨道机器人安装施工作业项目中，工作负责人是作业现场的主要监护人。在作业期间，工作负责人不得离开现场，不得直接进行操作，并严格执行以下主要职责：正确安全地组织工作；结合实际进行安全思想教育，必要时进行补充现场安全措施，保证作业安全顺利地进行；工作前向全体人员交代工作任务、作业方法和安全措施，明确分配工作岗位；检查工器具、材料、设备是否齐全合格；正确发布一切操作命令，对工作人员不断进行监护，监督工作人员遵守本规程，及时纠正违反本规程的行为以及习惯性违章动作。

（5）严格执行工作间断、转移与终结制度：工作间断时，对使用中的工器具应固定牢靠并派人看守现场。恢复工作时，应派人详细检查各项安全措施，确认安全可靠，方可开始工作。工作进行中，当天气突然变化（如雷雨、暴风等），应立即暂停工作。如此时设备不能及时恢复，工作人员必须撤离现场。工作转移时，应拆除所有工器具并仔细检查，使被检修的设备、现场恢复正常。工作结束后，工作负责人应向调度或变电站值班员汇报，对停用了的重合闸应及时恢复。

（6）安全目标：坚持“安全第一，预防为主”的方针，预防人身伤亡事故的发生。防止因人为责任而导致的人身伤亡及设备损坏事故的发生。防止因震动而引起相邻设备误动。防止在敷设电缆时发生触电或设备误动事故。防止火灾事故发生。杜绝“五类”恶性事故发生。

（7）施工风险点分析：在变电站室内安装轨道时，屏柜设备带电运行，会有以下风险存在：安装打孔可能会损伤屏柜，对屏柜正常运行产生影响；屏柜带电，线缆沟已有线缆带电，施工有触电风险；天花板施工，有物体或者人员坠落风险；打孔操作有打破预埋线缆的风险；敷设线缆有损伤已有线缆的风险。

（8）针对施工风险点采取的安全措施：首先严格执行工作票上所列的安全措施。所有进入施工场所的人员要佩戴安全帽。需要使用工作梯进行作业的，必须由两人以上进行作业，其中一人对工作梯进行保护；具体登梯操作人员要系好安全带。在对天花板进行打孔作业前，使用保护罩（如硬质塑料布、板等）对天花板下的可能受到粉尘影响的屏柜进行遮盖保护，遮盖操作时务必注意保护屏柜玻璃和表面完整。机器人试运行前，首先手动推动机器人运动，确认其运动范围不会与屏柜发生干涉或者碰撞后，再上电。在打孔操作前，一定要根据室内的电器图纸确定所打孔的位置没有预埋的线缆。在敷设线缆时，一定要注意已有线缆的保护，并做好新增线缆与已有线缆的区分。防止坠物将已有线缆扎伤。取电时一定按照站上工作人员指示取电。未经允许决不碰触电源屏。在改造电路时，必须征得用户单位的同意。在带电设备上进行作业前，应对设备的机械强度和固定情况进行认真细致的检查，如发现有裂纹、锈蚀或烧伤等情况，应采取补救（如补强）措施后，方可在设备上作业。

（9）其他安全措施及要求：

1) 进入现场必须戴安全帽。

2) 登高作业必须系安全带。

3) 施工现场临时用电参考执行《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ-46-88。

4) 所有安全措施必须经安全部门检查、确认。对施工人员做好安全交底，并记录。

5) 严格遵守电工安全操作规程。

6) 施工中所用照明、电动工具使用后，应特别注意开关是否拉掉。

7) 要正确使用工具，尤其是各种电动工具应严格按照使用说明书规定来使用，不得乱用，以免发生人身和设备事故。

8) 现场的工具的材料要严格保管，以防丢失。

9) 坚持每天的施工现场整理，做到工完料尽场地清。

10) 每项工作完成做好班组施工记录或隐蔽工程记录，做好自检记录。

11) 进入施工现场，带齐安全防护用品。

12) 坚持每周一次安全例会，并做好记录。

13) 认真落实高空作业的安全措施：登高作业用的工具材料严禁上、下投掷，必须用绳索吊运。电缆敷设前，由队安全员针对情况进行安全教育和做好防范措施。带好手套，严禁穿塑料底鞋。要穿电工绝缘鞋。电缆盘与电缆拉力方向必须一直，以防侧力拉倒。电缆转弯处，敷设人员必须在电缆外侧。盘、柜带电后，若进行接线工作必须采取安全措施，如加隔离绝缘板，铺绝缘胶皮，护栏，挂警示牌等。

14) 对参加施工的班组成员组成进行校核，明确各班组成员的年龄、身体健康（特别注意是否患有恐高症）等是否符合公司规定。工作成员班组精神状态不好、恐高，严禁登高作业。

15) 进入变电站工作时，工作负责人穿戴工装，安全监护人穿戴安全监护马甲，工作班成员统一工作服；所有人员正确佩戴安全帽，系紧帽带，进入设备区（室内）不得随意摘掉安全帽。

16) 严禁酒后进站施工，发现酒后进站施工的责令退出现场；严禁站内吸烟。

17) 工作班组成员必须在施工负责人带领下方可进入设备区，严禁私自进入；施工结束后，施工负责人最后离开设备区（或室内），任何人不得单独滞留在设备区（室内）；在变电站工作期间，工作负责人在开工前规定安装人员行走的路线、活动的范围（指饮食区、休息区、如厕位置、出入站及工作相关的行走路线），其他区域在未获得工作负责人许可时严禁涉足。

18) 安装人员不得越过工作负责人直接与站内人员交流协调问题，不得私自与站内人员沟通跟机器人工作相关的事情。

19) 所有工具不能肩扛或高举过头顶，应用手提，铁质部位朝下；户外变电站和高压室内搬动超过人体高度的长物如梯子、模板、管子等长物，应两人放倒搬运，并与带电部分保持足够的安全距离。

20) 外来人员（叉车、吊车、三轮车、物流等司机）进站必须经安全交底合格后方可进入变电站；车辆进入变电站，限速5km/h，司机下车需佩戴安全帽。

21) 与带电部位的安全距离：35kV 、1米；66kV、1.5米；220kV、3米；500kV、5米。

22) 在未获得许可时严禁任何人打开屏柜，严禁碰触操作开关等设备。

23) 施工前应按要求对屏柜进行防护，施工中造成损坏、屏柜玻璃破损时，按要求尽快修复造价赔偿。

24) 所有工作必须在负责人或者安全员监护下进行，不得单独业。

25) 保护室内严禁使用无线电设备。

26) 2米以上高处作业，作业人员必须正确使用安全带，高处作业按要求系安全带。

27) 施工使用的设备、工具、材料等应整齐堆放，并置到指定地点，不得将易燃易爆等危险品放置于保护室内。

28) 施工作业现场需配备必要的劳动防护用品和急救箱。

29) 进入变电站需穿绝缘底的鞋子、穿长袖长裤，赤膊者、穿拖鞋者、凉鞋、短袖者，不得进入变电站。

30) 变电站内不得使用雨伞、雨天不得在变电站设备区内滞留。

31) 保护室内施工时，施工班组成员不得依靠屏柜，材料、梯子等不得以屏柜作为支撑。

32) 严格执行业主和甲方的相关管理规定。

6.2. 组织措施

主要包括工作负责人、安全负责人、记录员及施工人员。其中工作负责人负责现场施工人员的组织及安排，召开每天的开工会、收工会和现场安全监督，监督施工过程的程序、安装工艺、试验等是否符合技术要求，提出有关技术要求并监督执行。

安全负责人负责施工现场的安全监督，现场安全措施的落实，现场人员及设备的安全。

现场记录员负责对设备安装调试工作进行详细的记录，对每一样设备的安装记录到人，详细记录每天开工和收工的班前班后会，并签字存档。

施工人员包括机械技术人员、测控技术人员、软件技术人员等。

在进站施工前必须协调组织好相关人员。

6.3. 质量保障措施

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7.1.3. 健全工地质量管理体系，实行技术负责人制，负责专业技术和质量工作；

7.1.4. 经常分析施工过程中出现的技术和质量问题，并解决；

7.1.5. 严格执行专业操作规程，各专业工种要持证上岗；

7.1.6. 严格执行质量管理中的自检、专检和交接检查工作，做到各项检查有记录；

7.1.7. 搞好工序的交接工作，坚持上道工序不合格，下道工序不施工的原则；

7.1.8. 实行挂牌制，做到明确工作内容，质量管理标准、检验方法和检查验收条件等；

7.1.9. 执行原材料、设备进厂检查验收制度，做到进厂的材料、半成品都符合设计要求的型号、规格、材质，并有产品合格证或产品质量证明书，有专人管理；

7.1.10. 开工前组织全体施工人员一次联合质检和质量分析会，并做好记录；

7.1.11. 各工种、工序严格按规范和技术交底操作。

7.1.12. 检测及试验用器具、仪表必须经计量部门检定认定合格后，并在合格期内使用。

7.1.13. 严格执行工序3级质量控制。