高速铁路无人配电室智能巡检系统研究
发布时间：2021-01-04 19:34
随着我国高速铁路迅猛发展,为铁路各高铁车站、信号等供电的10kV配电室设备显得尤为重要,但由于运行维护人员缺乏、自动化程度差,目前许多10kV配电室都是处于无人值守的情况之下,日常管理是由管理配电室的车间网电工定期（一般为两周）巡视一次,在无人巡视这段时间,设备处于无人状态,若发生隐患,不能被第一时间发现。如何适应这一新形势,在不增加值班人员的情况下,提高巡检频率和质量,成为摆在我们面前的一道难题。本文通过对太原局集团公司太原供电段管内高铁无人配电室的既有措施的执行情况和人工周期性巡检相关情况进行调研,深入查找了存在的问题,并结合实际提出了进一步解决方案和措施。太原南站作为太原供电段管内最大的枢纽地区车站,太原南站相关的高速铁路无人配电室为太原南站供电的东站房、西站房配电室、太原南站南、北配电室的供电可靠性需要非常高,为了保证该几处配电室的稳定运行,太原供电段投入了大量的人力物力。按照现行的相关规定,该基础配电室是无人值守的,对其巡视检查完全是由人工完成,巡检周期为每半月一次。如遇到专特运、调图期等特殊情况,按照轻重缓急缩短巡视周期或者改为派人值守,在浪费人力的同时,对设备的安全保障存...
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1日本研发的巡检机器人
图1-1日本研发的巡检机器人上述许多研制出的巡检机器都是运行在特定轨道上的,它的优点是我们可通过指令精确地使机器到达轨道指定位置,同时还可以采用轨道供电技术,将电能通过轨道供给巡检机器,避免了采用蓄电池技术,节约了大部分空间,方便更多监控设备的搭载,同时也使巡检机器更加灵活。但同时,有轨巡检机器需要预先搭建特定的运行轨道,一方面扩大了运营成本,另一方面轨道又限制了巡检设备的移动,其只能沿轨道运动,想扩大检测范围就必须加大轨道的铺设规模。随着研究人员提出运用GPS导航定位及惯性导航和基于各种机器学习算法铺设电子导航地图[22],不仅解决了困扰许久的轨道铺设问题,减小了智能巡检的搭建成本,而且极大地提升了智能巡检设备运动的灵活性,能对更大范围内的设备进行监测。但受制于定位系统的准确性以及室外环境的复杂性,无轨导航的巡检机器还没有大规模的研发出来,也没有投入实际的巡检工作中。
相较于日本、美国、欧洲等发达地区,我国在智能巡检机器技术的研究起步较晚。最早开始对智能巡检技术投入研究的是国家电网及山东电力科学研究院[23,24],其于2002年建立了我国第一座用于研究巡检机器的实验室;经过优化,于2004年研制出了新一代巡检机器人[25,26],如下图1-3所示,此巡检机器采用无轨导航及基于多种传感器组合的定位导航算法,运用非接触测量,通过搭载的红外温度成像仪及可见光摄像机等高性能设备,配合预先设置的数据处理算法和系统软件,实现了对电缆的外表面温度测量,电压、电流等仪表的读数,变压器声音及气味异常检测、设备的异常工况报警等功能,大大提升了配电室设备的检测自动化和智能化水平。同时,沈阳自动化研究所也于2012年推出了一款智能巡检机器人[27,28],其采用有轨控制,搭载有轨道移动系统、图像采集系统、音频采集系统、无线通信系统、红外温度摄像系统等,可以对所内设备进行多种异常特征量的监测,它的运行速度也有所提升,达到了每分钟70米;而且它还可以在复杂恶劣的外部环境[29,30]如冰雪、沙尘等中按轨道运行监测;其外观图如图1-4所示,它于同年在辽宁鞍山220kV变电站投入了试运行,运行记录表明,其能有效地针对所内设备进行监控。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能巡检机器人应用现状及问题探析[J]. 梁永强. 山东电力技术. 2018(02)
[2]基于MFC的变电站巡检机器人系统研制[J]. 束江,崔昊杨,刘晨斐,秦伦明,郭文诚. 物联网技术. 2018(01)
[3]移动机器人在高压变电站中的应用[J]. 鲁守银,张营,李建祥,慕世友. 高电压技术. 2017(01)
[4]高压输电线路巡检机器人研究综述[J]. 刘珍娜. 科技经济导刊. 2016(30)
[5]巡检机器人在500kV无人值守变电站的应用研究[J]. 刘越凡,叶海彬,刘凯. 供用电. 2016(09)
[6]变电站智能巡检机器人研究综述[J]. 龚勤慧. 泸州职业技术学院学报. 2015(02)
[7]变电站智能巡检机器人全局路径规划设计[J]. 陈瑶,陈阿莲,李向东,陈伟. 山东科学. 2015(01)
[8]变电站巡检机器人研究现状综述[J]. 杨旭东,黄玉柱,李继刚,李丽,李北斗. 山东电力技术. 2015(01)
[9]变电站自动巡检机器人系统及其关键技术[J]. 罗俊豪,颜雨薇. 电气应用. 2014(13)
[10]轨道式变电站巡检机器人的研究与应用[J]. 胡绍刚,贾明月,刘君. 电气应用. 2013(S2)
硕士论文
[1]变电站全地形巡检作业机器人结构设计与实现[D]. 郝永鑫.山东大学 2016
[2]变电站智能机器人巡检系统的研究与应用[D]. 王少博.华北电力大学 2016
[3]35KV变电站巡检机器人研制[D]. 赵路佳.华北电力大学 2016
[4]变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现[D]. 王凯.电子科技大学 2015
[5]无人值守变电站智能视频监测系统的设计与实现[D]. 王旭.华北电力大学 2014
[6]电力线路巡监系统研究与设计[D]. 仇实.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：2957303
【文章来源】：中国铁道科学研究院北京市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1日本研发的巡检机器人
图1-1日本研发的巡检机器人上述许多研制出的巡检机器都是运行在特定轨道上的,它的优点是我们可通过指令精确地使机器到达轨道指定位置,同时还可以采用轨道供电技术,将电能通过轨道供给巡检机器,避免了采用蓄电池技术,节约了大部分空间,方便更多监控设备的搭载,同时也使巡检机器更加灵活。但同时,有轨巡检机器需要预先搭建特定的运行轨道,一方面扩大了运营成本,另一方面轨道又限制了巡检设备的移动,其只能沿轨道运动,想扩大检测范围就必须加大轨道的铺设规模。随着研究人员提出运用GPS导航定位及惯性导航和基于各种机器学习算法铺设电子导航地图[22],不仅解决了困扰许久的轨道铺设问题,减小了智能巡检的搭建成本,而且极大地提升了智能巡检设备运动的灵活性,能对更大范围内的设备进行监测。但受制于定位系统的准确性以及室外环境的复杂性,无轨导航的巡检机器还没有大规模的研发出来,也没有投入实际的巡检工作中。
相较于日本、美国、欧洲等发达地区,我国在智能巡检机器技术的研究起步较晚。最早开始对智能巡检技术投入研究的是国家电网及山东电力科学研究院[23,24],其于2002年建立了我国第一座用于研究巡检机器的实验室;经过优化,于2004年研制出了新一代巡检机器人[25,26],如下图1-3所示,此巡检机器采用无轨导航及基于多种传感器组合的定位导航算法,运用非接触测量,通过搭载的红外温度成像仪及可见光摄像机等高性能设备,配合预先设置的数据处理算法和系统软件,实现了对电缆的外表面温度测量,电压、电流等仪表的读数,变压器声音及气味异常检测、设备的异常工况报警等功能,大大提升了配电室设备的检测自动化和智能化水平。同时,沈阳自动化研究所也于2012年推出了一款智能巡检机器人[27,28],其采用有轨控制,搭载有轨道移动系统、图像采集系统、音频采集系统、无线通信系统、红外温度摄像系统等,可以对所内设备进行多种异常特征量的监测,它的运行速度也有所提升,达到了每分钟70米;而且它还可以在复杂恶劣的外部环境[29,30]如冰雪、沙尘等中按轨道运行监测;其外观图如图1-4所示,它于同年在辽宁鞍山220kV变电站投入了试运行,运行记录表明,其能有效地针对所内设备进行监控。
【参考文献】：
期刊论文
[1]智能巡检机器人应用现状及问题探析[J]. 梁永强. 山东电力技术. 2018(02)
[2]基于MFC的变电站巡检机器人系统研制[J]. 束江,崔昊杨,刘晨斐,秦伦明,郭文诚. 物联网技术. 2018(01)
[3]移动机器人在高压变电站中的应用[J]. 鲁守银,张营,李建祥,慕世友. 高电压技术. 2017(01)
[4]高压输电线路巡检机器人研究综述[J]. 刘珍娜. 科技经济导刊. 2016(30)
[5]巡检机器人在500kV无人值守变电站的应用研究[J]. 刘越凡,叶海彬,刘凯. 供用电. 2016(09)
[6]变电站智能巡检机器人研究综述[J]. 龚勤慧. 泸州职业技术学院学报. 2015(02)
[7]变电站智能巡检机器人全局路径规划设计[J]. 陈瑶,陈阿莲,李向东,陈伟. 山东科学. 2015(01)
[8]变电站巡检机器人研究现状综述[J]. 杨旭东,黄玉柱,李继刚,李丽,李北斗. 山东电力技术. 2015(01)
[9]变电站自动巡检机器人系统及其关键技术[J]. 罗俊豪,颜雨薇. 电气应用. 2014(13)
[10]轨道式变电站巡检机器人的研究与应用[J]. 胡绍刚,贾明月,刘君. 电气应用. 2013(S2)
硕士论文
[1]变电站全地形巡检作业机器人结构设计与实现[D]. 郝永鑫.山东大学 2016
[2]变电站智能机器人巡检系统的研究与应用[D]. 王少博.华北电力大学 2016
[3]35KV变电站巡检机器人研制[D]. 赵路佳.华北电力大学 2016
[4]变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现[D]. 王凯.电子科技大学 2015
[5]无人值守变电站智能视频监测系统的设计与实现[D]. 王旭.华北电力大学 2014
[6]电力线路巡监系统研究与设计[D]. 仇实.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：2957303
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