[发明专利]一种变电站运检机器人及其带电区域隔离方法

说明书

本发明公开了一种变电站运检机器人及其带电区域隔离方法，旨在解决变电站运检过程中难以做到带电区域准确隔离的技术问题。其包括：机器人本体和带电区域隔离装置，带电区域隔离装置包括超声波传感模块、图像识别模块、电场测量模块、声光报警模块和控制模块，根据超声波测距、电场测距和图像识别规划机器人行动路线，控制机器人报警或闭锁。本发明能够主动隔离变电站带电区域，提升了电力行业巡检装备的整体智能化水平、保障了作业人员人身安全、缩短了停电检修时间。

技术领域

本发明涉及一种变电站运检机器人及其带电区域隔离方法，属于变电站智能运检技术领域。

背景技术

继电保护装置校验、一次设备电气试验是变电站内开展的一项保证电网安全稳定运行的必要工作，需要在一次设备停电的情况下进行，试验仪器是通常重达30～40kg的精密仪器。在变电站检修过程中，一般使用人工或者智能化水平极低的运输设备运输试验仪器，这类运输方式存在以下不足：

(1)变电站内电气环境复杂，停电区域与带电区域相互交错，现有运输设备不具备隔离带电区域的硬件结构与方法，作业人员易误闯带电区，工作时存在很大安全隐患；

(2)目前变电站采用的隔离带电区域的方法有：人工设置物理围栏方法，带电感应式隔离法等，设置物理围栏需要大量人力物力，且有一定的误入风险(如围栏倒塌等)，对于常规运输设备，单一的带电感应法通过感应电场强度确定带电区域，在精度上存在短板；

(3)现有运输设备电路部分简陋，不具备定制化电源供电能力，受站内环境的限制只能从固定位置的电源箱外接电源线获取电源，且需考虑不同型号仪器的输出功率对电源箱的影响，试验工作经常受到外界干扰，占用了大量停电检修时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中变电站运检过程中难以做到带电区域准确隔离的不足，提供一种变电站运检机器人及其带电区域隔离方法，利用超声波测距、图像识别、电场强度测距等技术测量机器人本体到带电区域的距离，并根据距离控制机器人运动，实现运检机器人的带电区域主动隔离功能。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种变电站运检机器人，包括机器人本体和带电区域隔离装置，所述带电区域隔离装置包括：

超声波传感模块：用于发射和接收超声波；

电场测量模块：用于测量机器人本体周边电场强度；

图像识别模块：用于采集机器人本体周边环境图像；

控制模块：用于根据超声波传感模块发射和接收超声波的时间差测算机器人本体与带电区域的距离，根据机器人本体周边电场强度测算机器人本体与带电设备的距离，根据机器人本体周边环境图像对机器人本体进行视觉定位和导航；当根据机器人本体与带电区域的距离或者机器人本体与带电设备的距离或者机器人本体周边环境图像判定机器人本体超出设定区域时，还用于输出报警指令或者输出报警指令与机器人闭锁指令；

报警模块：用于响应报警指令，输出报警。

结合第一方面，进一步的，所述超声波传感模块包括至少一个超声波发射模块和多个超声波感应模块，所述超声波发射模块安装在机器人本体上，用于发射超声波信号，所述超声波感应模块均匀设置在变电站停电区域与带电区域的交界处，用于接收超声波信号。

结合第一方面，进一步的，所述电场测量模块包括微型电场探头、放大滤波模块、MCU模块和Lora模块，所述微型电场探头用于探测机器人本体周边工频电场强度，微型电场探头输出的电压信号经放大滤波模块放大、滤除高频电磁干扰分量后，输出至MCU模块的ADC端口，所述MCU模块采集ADC端口的电压信号，利用软件滤波消除电压信号的外部干扰，滤波后的电压信号由Lora模块传输至控制模块。