國網(wǎng)浙江嘉興220kV瓦山變等47座變電站智能巡檢提升改造初步設(shè)計說明書收口報告

卷冊檢索號版次

570-BA01951E04C

國網(wǎng)浙江嘉興220kV瓦山變等47座變電站

智能巡檢提升改造

初步設(shè)計說明書收口報告

浙江華云電力工程設(shè)計咨詢有限公司

設(shè)計證書號A133003829

咨詢證書號21220080001

2018年H月

國網(wǎng)浙江嘉興220kV瓦山變等47座變電站

智能巡檢提升改造

初步設(shè)計說明書報告

項目名稱：國網(wǎng)浙江嘉興220kV瓦山變等47座變電站智能

巡檢提升改造

項目單位：國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司

編制單位：浙江華云電力工程設(shè)計咨詢有限公司

設(shè)計證書號：A133003829

咨詢證書號：21220080001

2018年11月26日

批準(zhǔn):

審核:

校核:

編制:

目錄

1.工程概述.................................................1

1.1編制依據(jù).............................................1

1.2工程概況及改造必要性................................2

1.3主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)....................................3

2.改造內(nèi)容...................................................4

2.1建設(shè)規(guī)模.............................................4

3.項目技術(shù)方案.............................................5

3.1戶外智能巡檢機器人技術(shù)方案.........................5

3.2戶內(nèi)掛軌式智能巡檢機器人技術(shù)方案..................25

3.3壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置技術(shù)方案..........................40

3.4黑光攝像機技術(shù)方案.................................54

3.5移動終端等技術(shù)方案.................................64

4.主要設(shè)備材料表..........................................70

5.工程實施安排............................................74

5.1外部環(huán)境落實條件...................................74

5.2施工過渡措施.......................................77

5.3工程實施計劃安排...................................77

5.4環(huán)境影響預(yù)測及采取措施.............................78

6.投資概算................................................79

6.1概述................................................79

6.2編制原則和依據(jù).....................................79

6.3投資概算表.........................................81

7.附件....................................................82

7.1批復(fù)................................................82

8.圖紙資料................................................84

1.工程概述

1.1編制依據(jù)

(1)國網(wǎng)浙江嘉興公司運維檢修部關(guān)于2019年融資租

賃可研編制委托函

(2)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于做好2016年預(yù)算執(zhí)行和2017

年項目儲備工作的通知》［20161385號

(3)《國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)改造工作管理規(guī)定》

(4)《生產(chǎn)技改大修管理工作的指導(dǎo)意見》(運檢計

劃［2014］3號)

(5)《國網(wǎng)運檢部關(guān)于印發(fā)公司生產(chǎn)技術(shù)改造和設(shè)備

大修原則的通知》(運檢計劃［2015］60號)

(6)《國網(wǎng)浙江省電力公司關(guān)于印發(fā)國網(wǎng)浙江省電力

公司十八項反措實施技術(shù)要求的通知》(運檢計劃(2013)

977號)

(7)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)智能機器人巡檢推廣應(yīng)

用工作方案的通知》(國家電網(wǎng)運檢(2013)1083號)

(8)《國家電網(wǎng)公司無人值守變電站運維管理規(guī)定》

(9)《變電站機器人巡檢系統(tǒng)通用技術(shù)條件》(DL/T

1610-2016)

(10)《國網(wǎng)浙江省電力公司變電站智能巡檢機器人運

維管理細則》

(11)《國網(wǎng)浙江省電力公司變電站智能巡檢機器人基

建、調(diào)試及驗收實施細則》

(12)國網(wǎng)浙江省電力有限公司關(guān)于國網(wǎng)浙江杭州

500kV喬涌5493線等線路避雷器加裝等融資租賃項目可行

性研究報告的批復(fù)(浙電運檢(2018)829號)

L2工程概況及改造必要性

目前的變電站內(nèi)設(shè)備巡檢基本都采取人工巡檢的方式，

存在以下不足：

1)人工巡檢的手段相對單一，而且很大程度上受制于

天氣、環(huán)境、人員素質(zhì)等因素，容易因巡檢不到位而造成部

分設(shè)備缺陷或異常發(fā)展，甚至引發(fā)設(shè)備障礙和故障，影響電

網(wǎng)安全供電。

2)電力行業(yè)應(yīng)用的攝像機大多是傳統(tǒng)的數(shù)字?jǐn)z像機，

有些區(qū)域甚至還使用著模擬攝像機，由于夜間照明不足，存

在亮度偏低、圖像質(zhì)量下降，細節(jié)不見的情況。但是破壞電

力設(shè)施的犯罪分子，做案活動時間往往是在晚上，目前的視

頻監(jiān)控攝像機根本不能滿足當(dāng)前電力行業(yè)安防的基本訴求。

3)傳統(tǒng)的“人工巡檢、手動記錄”的巡視作業(yè)方式難

以適應(yīng)電力系統(tǒng)精益化、集約化的發(fā)展要求。隨著國家電網(wǎng)

智能電網(wǎng)建設(shè)的需求，需要提高現(xiàn)場巡視的質(zhì)量、速度。

隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，變電設(shè)備規(guī)模急劇增加，運檢工作

2

量逐年大幅提升，但人員增長有限，人員結(jié)構(gòu)化問題突出，

運檢工作量、運檢質(zhì)量與運檢人員數(shù)量的矛盾日益突出，亟

需利用現(xiàn)代信息技術(shù)，大幅提高運檢效率，提升工作質(zhì)量。

根據(jù)國家科技部《服務(wù)機器人科技發(fā)展“十二五”專項

規(guī)劃》、國家電網(wǎng)公司《關(guān)于印發(fā)智能機器人巡檢推廣應(yīng)用

工作方案的通知》相關(guān)文件要求，本項目實施是十分必要的。

根據(jù)《關(guān)于印發(fā)公司生產(chǎn)技術(shù)改造和設(shè)備大修原則的通

知》（運檢計劃［2015）60號）第2.3.4.1條規(guī)定：在220kV

及以上電壓等級變電站可配置智能機器人巡檢系統(tǒng)。

本工程對浙江嘉興供電公司現(xiàn)管轄的220kV屠肖變、黃

姑變、王江涇變、新腱變、南匯變、下店廟變、齊家變、石

門變、河山變、玦西變、安江變、禾城變、百桃變、安興變、

天星變、勤豐變、虹霓變、東方變、金魚變、東柵變、牛橋

變、周牙變、洲泉變、鹽官變、城北變、嘉善變、東云變、

星輪變、大舜變、煙雨變、秀水變、正陽變、瓦山變、共建

變、新華變、前進變、海塘變、立峰變、大德變、梧桐變、

雙山變、潮鄉(xiāng)變、祝東變、青石變、民誼變、連杭變、躍新

變等47座變電站的智能巡檢提升改造。預(yù)期目標(biāo)是實現(xiàn)設(shè)

備巡檢遠程化監(jiān)控，提升設(shè)備狀態(tài)管控能力，降低人員巡視

工作量，提高設(shè)備巡檢成效，提高變電運檢效率。

1.3主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

本工程投資概算價格為3414.3萬元（不含稅價格

3

2937.87萬元），其中建筑工程費26.04萬元，安裝工程費

127.6萬元，設(shè)備購置費3169.00萬元，其它費用91.65萬

17G?

2.改造內(nèi)容

2.1建設(shè)規(guī)模

2.L1戶外智能巡檢機器人

對國網(wǎng)浙江嘉興公司所轄220kV屠肖變及黃姑變、王江

涇變、新藤變、南匯變、下店廟變、齊家變、石門變、河山

變、秧西變9座UOkV變電站每站配置戶外變電站智能巡檢

機器人系統(tǒng)1套，共10套。

2.L2戶內(nèi)智能巡檢機器人

對國網(wǎng)浙江嘉興公司所轄安江變、禾城變、百桃變、安

興變、天星變、屠肖變、勤豐變7座220kV變電站及黃姑變、

虹霓變、東方變、王江涇變、新雁變、南匯變、金魚變、東

柵變、牛橋變、周年變、洲泉變、鹽官變、城北變13座llOkV

變電站每站配置戶內(nèi)掛軌式巡檢機器人系統(tǒng)1套，共20套。

2.1.3二次壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置

對國網(wǎng)浙江嘉興公司所轄嘉善變、東云變、星輪變、大

舜變、煙雨變、秀水變、正陽變、瓦山變、共建變、新華變、

前進變、海塘變、立峰變、大德變、梧桐變、百桃變、雙山

變、潮鄉(xiāng)變、祝東變、青石變、連杭變、民誼變、安興變、

4

禾城變24座220kV變電站每站配置二次壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置1

套，共24套。

2.1.4黑光攝像機

對國網(wǎng)浙江嘉興供電公司所轄瓦山變（9套）、共建變

（10套）、新華變（10套）、海塘變（9套）、連杭變（9

套）、民誼變（9套）、躍新變（9套）7座220kV變電站共

配置65臺黑光攝像機。

2.1.5移動終端

對國網(wǎng)浙江嘉興供電公司共配置200套移動終端，每套

包含智能手機終端、智能背夾外設(shè)及安全管理。

3.項目技術(shù)方案

3.1戶外智能巡檢機器人技術(shù)方案

本項目對國網(wǎng)浙江嘉興供電公司管轄的220kV屠肖變及

黃姑變、王江涇變、新膝變、南匯變、下店廟變、齊家變、

石門變、河山變、玦西變9座110kV變電站每站配置戶外變

電站智能巡檢機器人系統(tǒng)1套，合計10座變電站共配置10

套戶外變電站智能巡檢機器人系統(tǒng)。

戶外智能巡檢機器人任務(wù)管理模塊主要包括全面巡檢、

例行巡檢、專項巡檢、特殊巡檢、自定義任務(wù)、地圖選點及

任務(wù)展示等子功能模塊。專項巡檢包括紅外測溫、油位油溫

表抄錄、避雷器表計抄錄、SF6壓力表抄錄、液壓表抄錄和

5

位置狀態(tài)識別；特殊巡檢包括惡劣天氣特巡、缺陷跟蹤、遠

方異常告警確認(rèn)、遠方狀態(tài)確認(rèn)、協(xié)助應(yīng)急事故處理。每個

子功能模塊集合了任務(wù)編制、任務(wù)下發(fā)等功能。下圖為任務(wù)

管理模塊示意圖:

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圖3-1任務(wù)管理模塊示意圖

3.L1總體技術(shù)要求

本項目的變電站戶外智能機器人巡檢系統(tǒng)（含機器人本

體、巡檢控制系統(tǒng)、輔助設(shè)施、增設(shè)巡視通道等），可以滿

足變電站的要求。

系統(tǒng)包括1套遠程集控后臺，實現(xiàn)從運維站對無人值守

6

變電站智能巡檢機器人運行狀態(tài)和巡視結(jié)果的遠程瀏覽、遠

程控制。

智能機器人巡檢系統(tǒng)可自動巡視全部戶外一次設(shè)備（人

工無法直接巡視的除外），滿足全覆蓋要求；巡檢角度和位

置要滿足測量精度要求，設(shè)備視頻、圖片及各類表計讀數(shù)等

清晰。如遇無法覆蓋的表計情況，將修建專用機器人巡視通

道。巡視通道施工方便，可滿足變電站防腐、防風(fēng)、防雨、

防火等要求，不影響變電站整體外觀。

智能機器人巡檢系統(tǒng)對變電站內(nèi)每臺設(shè)備進行可見光

和紅外攝像、拍照，多臺設(shè)備之間的分界點清晰，不會出現(xiàn)

設(shè)備遺漏的情況。

智能機器人巡檢系統(tǒng)對表計讀數(shù)超出范圍或其它缺陷

可自動報警，并自動生成記錄。SF6壓力密度、油位、紅外

測溫、溫度、泄漏電流等表計讀數(shù)可自動生成歷史曲線。系

統(tǒng)具有與站內(nèi)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、安防、消防、調(diào)度自動化、一

體化平臺等系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的功能，實現(xiàn)聯(lián)動。

運維人員可對變電站的機器人進行遠程信息瀏覽，巡視

異常將遠傳到運維站遠程集控后臺。

3.L2差異化要求（根據(jù)各站實際情況選用）

1）戶外變電站

戶外變電站中存在的設(shè)備間隔窄、部分表計朝向與觀測

7

角度夾角過大、部分表計遮擋比較嚴(yán)重等情況，造成智能巡

檢機器人巡檢困難，可采取調(diào)整表計安裝位置、加裝反射裝

置、增加機器人巡檢點數(shù)量等措施來解決。

2）沙塵暴天氣使用

沙塵暴地區(qū)使用的機器人可解決大風(fēng)、沙塵對機器人視

頻清晰度、表計讀取準(zhǔn)確度、機器人行走等方面影響。

3）高寒天氣使用

寒冷地區(qū)使用的智能巡檢機器人，其巡檢系統(tǒng)基本技術(shù)

指標(biāo)可滿足環(huán)境溫度范圍：-5（rc?+5（rc要求，可解決大雪

對機器人行走的影響。

4）沿海潮濕天氣使用

華東沿海地區(qū)使用的智能巡檢機器人，其巡檢系統(tǒng)基本

技術(shù)指標(biāo)可滿足環(huán)境相對濕度：5%~95%（無冷凝水）的要

求。

3.1.3系統(tǒng)功能

1）信息交換與通信網(wǎng)絡(luò)功能

智能巡檢機器人可與本地監(jiān)控后臺進行雙向信息交互，

本地監(jiān)控后臺可與遠程集控后臺進行雙向信息交互，信息交

互內(nèi)容包括檢測數(shù)據(jù)和機器人本體狀態(tài)數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎命c對點或星型結(jié)構(gòu)，符合實際工程需求。

系統(tǒng)具備通信告警功能，在通信中斷、接收的報文內(nèi)容

8

異常等情況下，上送告警信息。

系統(tǒng)滿足變電站有關(guān)信息安全的標(biāo)準(zhǔn)或文件要求。

2）智能巡檢機器人自檢

本項目智能巡檢機器人具備自檢功能，自檢內(nèi)容包括電

源、驅(qū)動、通信和檢測設(shè)備等部件的工作狀態(tài)，發(fā)生異常時

應(yīng)能就地指示，并能上傳故障信息。

3）接地

本項目智能巡檢機器人充電室具有明顯接地點，為避免

變電站主地網(wǎng)對本期設(shè)備造成影響，本工程采用單獨敷設(shè)接

地網(wǎng)。

4）對時

系統(tǒng)具備對時功能，可采用網(wǎng)絡(luò)對時、SNTP或GPS、北

斗對時等方式，對時周期和精度符合工程實際需要。

5）巡檢功能

①巡檢模式

本項目智能巡檢機器人支持全自主和遙控巡檢模式。

全自主模式包括例行和特巡兩種方式。例行方式下，系

統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢內(nèi)容、時間、周期、路線等參數(shù)信息,

自主啟動并完成巡視任務(wù)；特巡方式由運維人員選定巡視內(nèi)

容并手動啟動巡視，智能巡檢機器人自主完成巡檢任務(wù)。

遙控巡檢模式由運維人員手動遙控智能巡檢機器人，完

9

成巡視工作。

②巡檢內(nèi)容

巡檢內(nèi)容包括：全站一次設(shè)備外觀；一次設(shè)備本體和接

頭溫度；斷路器、隔離開關(guān)分合狀態(tài)；變壓器、CT等充油設(shè)

備油位計指示；SF6氣體壓力等表計指示；避雷器泄漏電流

指示；變壓器、電抗器噪聲等。

6）檢測功能

配備可見光攝像機、紅外熱成像儀和聲音采集等檢測設(shè)

備，并能將所采集的視頻和聲音上傳至監(jiān)控后臺。標(biāo)配可見

光攝像機、紅外熱成像儀和聲音采集，可靈活選配超聲、局

放、紫外等檢測設(shè)備。

7）測溫功能

能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備進行溫度檢測，能按照DLT664規(guī)范要

求對電流致熱型和電壓致熱型缺陷或故障進行自動分析判

斷，并提出預(yù)警。

8）儀表讀數(shù)

能夠?qū)τ凶x數(shù)的表盤進行數(shù)據(jù)讀取，自動記錄和判斷，

并提出報警，讀數(shù)誤差小于5隊

9）噪聲識別

能夠?qū)υO(shè)備運行噪聲進行采集、遠傳、分析。

10）系統(tǒng)互聯(lián)

10

按標(biāo)準(zhǔn)提供與變電站綜自系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、消防系

統(tǒng)、安防系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等的接口；能與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同

聯(lián)動，在設(shè)備操作時能實時顯示被操作設(shè)備的圖像信息；能

與順序控制進行配合，通過圖像自動識別系統(tǒng)判斷斷路器、

隔離開關(guān)和接地開關(guān)的分合狀態(tài)；能與消防安防系統(tǒng)聯(lián)動，

發(fā)生報警時能緊急趕到報警位置。

11）音視頻遠傳

具備實時圖像遠傳和雙向語音傳輸功能，可實現(xiàn)就地或

遠程視頻巡視和作業(yè)指導(dǎo)。

12）報警功能

具備設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的分析報警功能；報警發(fā)生時，應(yīng)立

即發(fā)出報警信息，并伴有聲光提示，并能人工退出/恢復(fù)；

報警信號能遠傳。

13）微氣象數(shù)據(jù)采集

具有環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速采集功能。

14）運維模式

系統(tǒng)支持運維模式，實現(xiàn)多個變電站機器人巡檢系統(tǒng)運

維管理。

15）防碰撞

智能巡檢機器人配備防碰撞功能，在行走過程中遇到障

礙物及時停止，在全自主模式下障礙物移除后能恢復(fù)行走。

16）巡檢報告

巡檢數(shù)據(jù)能自動形成巡檢報告，紅外巡檢部分滿足

DL/T664中附錄I要求。

17）自主充電（電池供電方式）

智能巡檢機器人具有自主充電功能，能夠與充電室內(nèi)充

電設(shè)備配合完成自主充電。

18）輔助功能

智能巡檢機器人配備夜間照明設(shè)備和雨刷器。

19）控制功能

智能巡檢機器人能正確接收本地監(jiān)控和遠程集控后臺

的控制指令，實現(xiàn)云臺轉(zhuǎn)動、車體運動、自動充電和設(shè)備檢

測等功能，并正確反饋狀態(tài)信息；能正確檢測機器人本體的

各類預(yù)警和告警信息，并可靠上報。

20）其他

所有連接件、緊固件有防松措施，連接線應(yīng)固定牢靠，

布局合理，不外露；系統(tǒng)軟件及隨機文件均使用中文；

零部件更換方便、快捷；智能巡檢機器人機體、本地監(jiān)

控和遠程集控后臺、充電室、電池及隨任務(wù)現(xiàn)場配套使用工

具等均裝箱儲運,儲運箱應(yīng)便于搬運，并滿足長途運輸要求。

3.1.4系統(tǒng)巡檢指標(biāo)

1）巡檢覆蓋率達到100%

12

2）表計識別率達到100%。

3.1.5系統(tǒng)架構(gòu)

變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)分三層體系架構(gòu)，分別為車

載子系統(tǒng)、本地監(jiān)控后臺及遠程集控后臺。車載子系統(tǒng)通過

局域網(wǎng)將每個變電站巡視所得巡檢報表、圖像以及視頻等數(shù)

據(jù)與本體監(jiān)控后臺進行交互，遠程集控后臺通過申請的國家

電網(wǎng)專網(wǎng)對本體監(jiān)控后臺、車載子系統(tǒng)進行任務(wù)下派、狀態(tài)

監(jiān)控及數(shù)據(jù)管理。

巡檢機器人體系架構(gòu)

3.L6巡檢控制系統(tǒng)搭建方案

3.1.6.1巡檢控制系統(tǒng)功能

本項目中本地端布置在變電站內(nèi)，與巡檢車本體軟件采

用TCP/IP協(xié)議通過工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)進行雙向數(shù)據(jù)交互。本地

監(jiān)控后臺將分析并存儲所在變電站的所有巡檢數(shù)據(jù)，具備實

時監(jiān)控、巡檢計劃編排、遠程遙控、巡檢報表生成、歷史數(shù)

據(jù)查詢等五大功能。

13

3.1.6.2通信組網(wǎng)架構(gòu)方案

1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

本項目的變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由車載

系統(tǒng)、本地監(jiān)控系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成，系統(tǒng)架構(gòu)

圖如下圖所示：

其中，車載子系統(tǒng)涵蓋的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括：導(dǎo)航設(shè)備、紅

外熱像儀、視頻服務(wù)器、高清攝像機等。通過工業(yè)級無線AP

與本地監(jiān)控端的無線AP建立網(wǎng)絡(luò)連接。本地監(jiān)控端作為運

維人員在運維站對巡檢車進行操作與監(jiān)控的終端，布置在變

電站內(nèi)，并在整個巡檢區(qū)域內(nèi)建立完整的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)客

戶端與車載端的雙向數(shù)據(jù)交互。

2）無線網(wǎng)絡(luò)布置方案

14

一般情況下，為保證良好的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果（具體表

現(xiàn)為實時高清視頻播放流暢），根據(jù)巡檢區(qū)域的大小，將采

用一個或多個無線AP對變電站進行全站覆蓋。

在機器人上布置一個工業(yè)級無線AP做為客戶端，與站

內(nèi)的無線AP相連，車載的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都通過該客戶端接入到

站內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中。

當(dāng)巡檢區(qū)域內(nèi)存在多個AP時，“零切換漫游”功能可

以使多個AP構(gòu)成一個AP網(wǎng)絡(luò)，此時，機器人可以在任何地

點漫游，并不需要執(zhí)行切換操作，實現(xiàn)機器人在整個巡檢區(qū)

域與客戶端無縫保持連接。

3）無線網(wǎng)絡(luò)安裝方案

①無線AP安裝

無線AP架設(shè)在室外的AP箱內(nèi)，與主控室的客戶端通過

光纖相連。本項目的變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)采用工業(yè)級

無線網(wǎng)絡(luò)，基站服務(wù)器和巡檢機器人本體采用

Server/Client模式進行連接。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示：

15

迢檢機"人?光■透紅外由■伐離清■像頭通檢機9人

圖3-4巡檢機器人網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

為保證無線AP具備足夠廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，需將AP固

定于較高的安裝地點。故使用螺釘把AP固定到室外墻上（離

地高度1.5m以上），電源走線、網(wǎng)線線路穿過防水線槽后

固定在墻邊合適位置；針對部分變電站較為空曠周邊無建筑

物環(huán)境，將修建一個AP固定水泥柱，把AP固定于水泥柱上

（高地高度2m以上），所有電源線和網(wǎng)絡(luò)線路都包裹于水

泥柱內(nèi)部，達到最佳的保護和屏蔽作用?，F(xiàn)場實物圖如下圖

所示：

16

圖3-5戶外AP箱安裝方式

此外，針對個別變電站地域面積遼闊、設(shè)備極其復(fù)雜的

環(huán)境，將架設(shè)兩個無線AP網(wǎng)絡(luò)，利用兩個AP的漫游切換功

能保證對整個區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，使得視頻在整個傳輸?shù)?/p>

過程中不會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象。

②網(wǎng)絡(luò)連接

網(wǎng)絡(luò)通信長度100米以內(nèi)選擇使用網(wǎng)線；100米以上選

擇使用光纜。

③線纜鋪設(shè)

遇到需要進行光纖、電纜、網(wǎng)線等線纜鋪設(shè)的情況，原

則上利用原先線纜溝，但根據(jù)實際情況可對部分水泥路面、

草地地面開挖，線纜鋪設(shè)后進行回填，所有線纜均穿管；外接

電纜根據(jù)工程設(shè)計文件上標(biāo)注的電纜走向埋設(shè)，埋設(shè)深度不

小于50cm,封堵完好。

④服務(wù)器搭建

在主控室內(nèi)放置一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，并通過路由接入專

網(wǎng)。

4）網(wǎng)絡(luò)安全

考慮到智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全至關(guān)重要，且巡檢機器人

采用無線網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)傳輸無法完全封閉與物理隔離，因

此本項目對網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)進行專項設(shè)計，以確保即使在無線

17

網(wǎng)絡(luò)接入被入侵成功的最壞情況下，巡檢機器人系統(tǒng)仍能夠

在運維站層面保證網(wǎng)絡(luò)的絕對安全。

車載端和本地端的無線AP采用WPA2安全模式，用于增

強無線網(wǎng)絡(luò)安全。

本地端采用的路由器內(nèi)置高性能防火墻，提供多種攻擊

防范技術(shù)，包括針對Land、Smurf、Fraggle、WinNuke、Ping

ofDeath、TearDrop,IPSpoofing>SYNFlood、ICMPFlood、

UDPFlood.ARP欺騙攻擊的防范等，可以防范大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)上

存在的攻擊。

本地端與遠程集控端通過硬件防火墻和專網(wǎng)連接。車載

子系統(tǒng)與本地監(jiān)控后臺的交互通過軟件防火墻，該防火墻通

過識別專有協(xié)議，對不符合該通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包進行隔離，

使得無線網(wǎng)絡(luò)的可能入侵者即使通過篡改MAC地址或IP地

址的方式也無法通過防火墻驗證。而本地監(jiān)控后臺與運維站

后臺則通過硬件防火墻進行連接，進一步確保網(wǎng)絡(luò)通信的安

全性。當(dāng)巡檢機器人網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生異常時，在本地監(jiān)控后臺

與遠程集控后臺會同時彈窗并進行聲音報警，向運維人員提

示網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量、機器人被盜、網(wǎng)絡(luò)被非法入侵等可能性。

3.1.7輔助設(shè)施建設(shè)方案（含土建部分）

本項目中針對變電站專用輔助設(shè)施包括：充電房安裝、

巡檢機器人專用通道技術(shù)完善。

18

3.1.7.1充電房安裝方案

本項目變電站智能機器人巡檢系統(tǒng)的自主充電房安裝

于主控樓旁，方便線纜鋪設(shè)，安裝面高出地面，保證美觀與

周圍環(huán)境的和諧性；充電室具有防雨、防臺風(fēng)、防潮等措施,

安裝牢固，房頂采用絕緣材料；充電室地基澆筑在夯實的地

面上進行，澆筑厚度不少于15cm；機器人外圍設(shè)備供電均由

充電室內(nèi)配電箱供給，電源電纜截面積22.5加2,且采用

必要的防護措施，避免機械損傷；充電房內(nèi)置自主充電座，

可提供機器人24小時不間斷自主充電。充電房自帶4個固

定孔位，可用M10膨脹螺栓將其固定于地面。

圖3-6T充電房水泥地基圖3-6-2充電房安裝效果

此外，充電房內(nèi)安裝一套控制柜機箱固定于充電房墻壁,

電源進線、穩(wěn)壓電源、光纜和光端機等設(shè)備引入機箱內(nèi)。

機箱采用2mm以上優(yōu)質(zhì)冷鋼板，熱鍍鋅噴塑，落地安裝。采用

電源防雷措施，所采用的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計能保證防水。表面

噴塑處理并設(shè)計與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。

19

機箱可適應(yīng)室外抗高溫環(huán)境，機箱側(cè)面下部設(shè)計換氣百

葉窗，箱體頂部設(shè)置換氣軸流風(fēng)扇，設(shè)計溫控開關(guān)實現(xiàn)高溫

時的通風(fēng)換氣，以降低機箱內(nèi)的溫度。為了保證設(shè)備的安全,

機箱大門采用天地鎖，密封性能卓越，具有很強的防撬性能；

進一步保證貴重設(shè)備的安全。在監(jiān)控機箱中加裝電源保護

裝置，即過流過壓保護裝置，內(nèi)放置光端機、電源設(shè)備，接線

端子、光纖終端盒、維修開關(guān)和插座。下圖為控制柜機箱：

圖3-7控制柜機箱

3.1.7.2巡檢機器人專用通道技術(shù)完善方案

巡檢機器人專用通道的技術(shù)完善，原則上利用原先的水

泥路面、線纜溝路面、草地進行行走，不進行大規(guī)模路面技

術(shù)完善。但根據(jù)實際情況，可以進行路面斜坡制作、路面延

伸、地面平整等工作。

本項目中針對變電站路面情況，根據(jù)前期勘測的結(jié)果，

制定明確的路面技術(shù)完善方案，并在實施過程中高質(zhì)量完成

相應(yīng)土建施工工作，土建施工方案原則上必須保證巡檢機器

20

人巡檢路徑完整覆蓋全站設(shè)備。

21

3.1.8技術(shù)參數(shù)

3.1.8.1機器人本體參數(shù)

?尺寸：900mmX620mmX1050mm

?重量：約70kg

?導(dǎo)航方式：激光雷達

?定位精度：Wlcm

?供電方式：電池自主充電

?通訊方式：5.8G/2.4G無縫漫游

甘能巡a機爵人質(zhì)型

3.1.8.2巡檢內(nèi)容

?全景設(shè)備的外觀

?設(shè)備的本體和易發(fā)熱位置的溫

度等

?各類設(shè)備的開關(guān)、表計等

?建筑門窗、機密機構(gòu)的防盜

等

甘能巡彼機善人鎮(zhèn)壑?環(huán)境溫度及周邊物體的影響

?場地圍欄的破損，異常等

?環(huán)境噪聲

22

3.1.8.3主要功能介紹

?自動、手動巡檢任務(wù)規(guī)劃與下達

?機器人自檢

?紅外測溫與超溫報警

?儀表讀?。òㄖ羔橆?、數(shù)字類、

行程類、分合指示類）

?防碰撞，遇障制動

?系統(tǒng)互聯(lián)與集控模式

智能巡校機:s人植量

?音視頻遠傳

?自主充電

?統(tǒng)計、報表與數(shù)據(jù)診斷

3.1.8.4自主行走能力

?在水平地面上的速度0~L2m/s

?具備360度原地轉(zhuǎn)彎功能，有效

克服現(xiàn)場空間狹小的操作難度

?具備爬坡能力，爬坡能力W

20°

?具備越障能力，最大越障高度為

險機豁人&型

6cm

?良好的制動能力，制動距離

不大于0.2m

23

3.1.8.5紅外測溫

?紅外檢測系統(tǒng)采用自動檢測、超溫報警。當(dāng)機器人系統(tǒng)

發(fā)現(xiàn)目標(biāo)范圍內(nèi)有超溫的設(shè)備物品時，分析目標(biāo)圖像，判

斷報警級別。及時規(guī)避因為高溫導(dǎo)致燃燒爆炸產(chǎn)生的事故

和損失。

3.1.8.6音視頻傳輸

?具備視頻信號的采集、壓縮、網(wǎng)

絡(luò)傳輸、圖像解壓縮機圖像顯示等

功能，自主識別環(huán)境生成地圖。

?遠程工作的機器人可將現(xiàn)場環(huán)

境信息清晰、實時地呈現(xiàn)在用戶的

面前，像自己在現(xiàn)場一樣，即一種

臨場感。

3.1.8.7激光導(dǎo)航

軌導(dǎo)航，且不需要改變當(dāng)前環(huán)境的任何現(xiàn)有設(shè)施，導(dǎo)

航定位精度：厘米級。

24

3.1.8.8可擴展性

1）標(biāo)配可見光攝像機，可以全角度拍攝；

2）標(biāo)配紅外熱成像儀，可以全角度測量；

3）標(biāo)配了聲音采集器，可采集周邊環(huán)境噪音分貝量。

可選配紫外相機，可全角度探煙火

3.1.8.9多種巡檢方式

1）定時巡檢：系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的巡檢內(nèi)容、時間、

周期、路線等參數(shù)信息，自主啟動并完成巡視任務(wù)；

2）臨時巡檢：由操作人員選定巡視內(nèi)容并手動啟動

巡視，機器人可自主完成巡檢任務(wù)；

3）遙控巡檢：由操作人員手動遙控機器人，完成巡

視工作。

3.2戶內(nèi)掛軌式智能巡檢機器人技術(shù)方案

本項目對國網(wǎng)浙江嘉興供電公司管轄的安江變、禾城

變、百桃變、安興變、天星變、屠肖變、勤豐變7座220kV

變電站及黃姑變、虹霓變、東方變、王江涇變、新藤變、南

匯變、金魚變、東柵變、牛橋變、周好變、洲泉變、鹽官變、

城北變13座llOkV變電站每站配置戶內(nèi)掛軌式巡檢機器人

系統(tǒng)1套，共計7座220kV變電站和13座llOkV變電站，

合計20座變電站共配置20套戶內(nèi)掛軌式巡檢機器人系統(tǒng)。

3.2.1系統(tǒng)整體建設(shè)方案

25

戶內(nèi)掛軌式智能巡檢機器人數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由固定在巡

檢探測器裝置上的各種傳感器組成，其具體包括視覺傳感

器、局部放電檢測傳感器、紅外傳感器、補光燈、聲音傳感

器等。下圖為其整體檢測系統(tǒng)的內(nèi)部架構(gòu):

場

現(xiàn)

線

總

信

通

瓦

交

據(jù)

數(shù)

平

臺

互

交

平

控制器采集分析平臺臺

工作電源

圖3-8整體檢測系統(tǒng)的內(nèi)部架構(gòu)

26

系統(tǒng)主要設(shè)計目的：

1）代替人工到設(shè)備現(xiàn)場進行常規(guī)巡檢作業(yè)；

2）接受遠程遙控操作進行巡檢作業(yè)輔助或應(yīng)急處理。

3）通過系統(tǒng)的自動巡檢、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警聯(lián)

動等功能，提升自動化管理水平，達到降低運維人員工作強

度、提高運維效率的目的。

機器人通過軌道系統(tǒng)吊裝于高壓開關(guān)室內(nèi)；本體搭載可

見光、紅外、聲頻、局部放電檢測等數(shù)據(jù)采集設(shè)備進行巡檢

作業(yè)；通過電力載波和網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換；監(jiān)控后

臺由本地后臺（子站平臺）和遠程監(jiān)控平臺（集控后臺）組

成，實時反映并記錄機器人狀態(tài)、系統(tǒng)設(shè)備工作狀態(tài)，并通

過識別可見光、紅外、聲頻數(shù)據(jù)進行巡檢目標(biāo)設(shè)備的狀態(tài)分

析。最終通過聲光報警及數(shù)據(jù)報表等形式，實現(xiàn)巡檢結(jié)果的

直觀呈現(xiàn)?；谙到y(tǒng)巡檢結(jié)果以及各方信息的綜合分析，運

維管理單位可及時組織針對巡檢現(xiàn)場的處置機制。

3.2.2系統(tǒng)功能

1）信息交換與通信網(wǎng)絡(luò)功能

戶內(nèi)掛軌巡檢機器人可與本地監(jiān)控后臺進行雙向信息

交互，本地監(jiān)控后臺可與遠程集控后臺進行雙向信息交互，

信息交互內(nèi)容包括檢測數(shù)據(jù)和機器人本體狀態(tài)數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎命c對點或星型結(jié)構(gòu)，符合實際工程需求。

27

系統(tǒng)具備通信告警功能，在通信中斷、接收的報文內(nèi)容

異常等情況下，上送告警信息。

系統(tǒng)滿足變電站有關(guān)信息安全的標(biāo)準(zhǔn)或文件要求。

2）戶內(nèi)掛軌機器人自檢

本項目戶內(nèi)掛軌機器人具備自檢功能，自檢內(nèi)容包括電

源、驅(qū)動、通信和檢測設(shè)備等部件的工作狀態(tài)，發(fā)生異常時

應(yīng)能就地指示，并能上傳故障信息。

3）巡檢功能

①巡檢模式

掛軌巡檢機器人可進行定時巡檢、定點巡檢、指定任務(wù)

臨時巡檢、遙控巡檢多種巡檢方式。常用的定點巡檢可以根

據(jù)指定的路徑和指定的巡檢目標(biāo)點進行自動勻速巡檢，只需

要設(shè)定巡檢路徑并啟動自動巡檢即可使機器人自動完成一

次巡檢。巡檢過程中機器人每到一個巡檢工作位置，能自動

準(zhǔn)確停車探測，做完規(guī)定的動作后再按照路徑自動往下一個

巡檢目標(biāo)點前進，并不需要人為操作控制，完成巡檢作業(yè)，

并自動記錄并保存所采集到的數(shù)據(jù)。

定時巡檢：到達設(shè)定時間后，機器人可以沿預(yù)定好的軌

跡進行自動巡視，根據(jù)原先設(shè)定的地點精確?？亢螅詣訉?/p>

待檢設(shè)備進行檢測，所有檢測完成后自動回到充電點進行自

主充電。

28

指定點巡檢：操作人員可設(shè)置區(qū)域內(nèi)任意巡檢點，掛軌

巡檢機器人可根據(jù)當(dāng)前位置及目標(biāo)點，規(guī)劃出最優(yōu)路徑，自

主運行到目標(biāo)點。

遙控巡檢：操作人員可以通過鼠標(biāo)、鍵盤遙控機器人，

脫離預(yù)先設(shè)定的路線，行駛到滿足掛軌機器人工作環(huán)境的指

定位置（機器人可以達到），通過遠程遙控機器人行駛和云

臺動作、攝像機調(diào)焦的操作、可見光數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對待檢

設(shè)備進行特檢。

②巡檢內(nèi)容

巡檢內(nèi)容包括：繼保室內(nèi)所有設(shè)備外觀；全部繼保室設(shè)

備接頭溫度；保護柜開關(guān)變位、指示燈狀態(tài)，表計讀數(shù)、顯

示屏內(nèi)容等。

4）檢測功能

配備可見光攝像機、紅外熱成像儀等檢測設(shè)備，并能將

所采集的視頻上傳至監(jiān)控后臺。標(biāo)配可見光攝像機、紅外熱

成像儀，可靈活選配超聲、局放等檢測設(shè)備。

5）測溫功能

能夠?qū)φ緝?nèi)設(shè)備進行溫度檢測，能按照DLT664規(guī)范要

求對電流致熱型和電壓致熱型缺陷或故障進行自動分析判

斷，并提出預(yù)警。

29

6）儀表讀數(shù)

能夠?qū)τ凶x數(shù)的表盤進行數(shù)據(jù)讀取，自動記錄和判斷，

并提出報警，讀數(shù)誤差小于5機

7）系統(tǒng)互聯(lián)

按標(biāo)準(zhǔn)提供與變電站綜自系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、消防系

統(tǒng)、安防系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)等的接口；能與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同

聯(lián)動，在設(shè)備操作時能實時顯示被操作設(shè)備的圖像信息；能

與順序控制進行配合，通過圖像自動識別系統(tǒng)判斷斷路器、

隔離開關(guān)和接地開關(guān)的分合狀態(tài)；能與消防安防系統(tǒng)聯(lián)動，

發(fā)生報警時能緊急趕到報警位置。

8）視頻遠傳

具備實時圖像遠傳功能，可實現(xiàn)就地或遠程視頻巡視和

作業(yè)指導(dǎo)。

9）報警功能

具備設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的分析報警功能；報警發(fā)生時，應(yīng)立

即發(fā)出報警信息，并伴有聲光提示，并能人工退出/恢復(fù)；

報警信號能遠傳。

10）接地

本項目戶內(nèi)掛軌機器人充電座具有明顯接地點并與變

電站主地網(wǎng)有效連接。

11）防碰撞

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戶內(nèi)掛軌機器人配備防碰撞功能，在行進過程中遇到障

礙物及時停止，在全自主模式下障礙物移除后能恢復(fù)行走。

12）巡檢報告

巡檢數(shù)據(jù)能自動形成巡檢報告，紅外巡檢部分滿足

DL/T664中附錄I要求。

13）自主充電（電池供電方式）

戶內(nèi)掛軌機器人具有自主充電功能，能夠與充電座配合

完成自主充電。

14）控制功能

戶內(nèi)掛軌機器人能正確接收本地監(jiān)控和遠程集控后臺

的控制指令，實現(xiàn)云臺轉(zhuǎn)動、本體運動、自動充電和設(shè)備檢

測等功能，并正確反饋狀態(tài)信息；能正確檢測機器人本體的

各類預(yù)警和告警信息，并可靠上報。

15）其他

所有連接件、緊固件有防松措施，連接線應(yīng)固定牢靠，

布局合理，不外露；系統(tǒng)軟件及隨機文件均使用中文；零部

件更換方便、快捷；掛軌機器人機體、本地監(jiān)控和遠程集控

后臺、充電座、電池及隨任務(wù)現(xiàn)場配套使用工具等均裝箱儲

運，儲運箱應(yīng)便于搬運，并滿足長途運輸要求。

31

3.2.3系統(tǒng)巡檢指標(biāo)

1）巡檢覆蓋率達到100%;

2）表計識別率達到100虬

3.2.4系統(tǒng)架構(gòu)

整個掛軌機器人巡檢系統(tǒng)主要由以下三個部分組成：數(shù)

據(jù)處理子系統(tǒng)、系統(tǒng)集控中心、遠程監(jiān)控端。

結(jié)構(gòu)示意圖如下：

UPS辜統(tǒng)集控中心

智疫識別測W氣體檢洌局放檢測立鴕識別圖濕,候檢測局放險瀏智能識別弱混氣體捻割局段《￡瀏

圖3To系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2.5本體子系統(tǒng)構(gòu)建方案

3.2.5.1本體子系統(tǒng)構(gòu)成

本項目戶內(nèi)掛軌機器人巡檢系統(tǒng)的本體子系統(tǒng)由驅(qū)動

單元、供電單元、傳感單元、控制單元等共同組成。驅(qū)動單

元驅(qū)動能力強，負(fù)載能力高；供電單元輸送掛軌機器人各功

能模塊所需電源電壓及電流，確保掛軌機器人正常工作；傳

感單元負(fù)責(zé)儀表讀數(shù)、溫度測量等現(xiàn)場環(huán)境信息采集；控制

32

單元對各傳感數(shù)據(jù)進行集中處理、運算及對執(zhí)行機構(gòu)的控

制。

3.2.5.2本體子系統(tǒng)硬件選材

系統(tǒng)所有部件可承受貯存、運輸和巡檢條件下所規(guī)定的

各種環(huán)境條件，包括：氣候、力學(xué)、生物、電磁環(huán)境等。

系統(tǒng)按標(biāo)準(zhǔn)選用材料。當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)以外材料時，均經(jīng)過

鑒定證明其性能滿足設(shè)計要求。材料選用已考慮到維修中的

互換、備料和代料。

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件按標(biāo)準(zhǔn)選用。

32.5.3本體子系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo):

1）環(huán)境指標(biāo)

環(huán)境溫度：-20℃?+55℃（因地區(qū)而異）；

環(huán)境相對濕度：5%~95%（無冷凝水）（因地區(qū)而異）；

2）結(jié)構(gòu)及外觀指標(biāo)

外殼表面有保護涂層或防腐設(shè)計，外表應(yīng)光潔、均勻，

沒有傷痕、毛刺等其它缺陷；

外殼采取防靜電及防電磁場干擾措施；

外殼和電器部件外殼均不帶電；

內(nèi)部電氣線路排列整齊、固定牢靠、走向合理，便于安

裝、維護，并用醒目顏色和標(biāo)志加以區(qū)分；電氣系統(tǒng)無漏電

現(xiàn)象。

33

3）性能指標(biāo)

①電源適應(yīng)性

機器人可采用交/直流電源供電。

直流電源采用鋰電池，電壓滿足安全電壓要求，不超過

36V；允許幅值偏差：-20%?+20%；允許紋波系數(shù)：5%；

交流電源額定電壓為220V,允許幅值偏差：-10%?10%。

②運動性能指標(biāo)

運動性能指標(biāo)包括：在軌道上最大行駛速度能達到

0.8m/s；轉(zhuǎn)彎半徑300nlm；機器人具備垂直升降能力，能躍

層巡檢；在0.4米/秒的運動速度下，最小制動距離不大于

0.1mo

③定位指標(biāo)

定位指標(biāo)包括：重復(fù)導(dǎo)航定位誤差不大于士lmm；升降

定位誤差不大于1mm。

④通訊性能指標(biāo)

變電站智能巡檢機器人的最大遙控距離不小于1000米。

兩臺或兩臺以上掛軌機器人在同一變電站內(nèi)工作時，其

控制信號不相互干擾。

監(jiān)控后臺能實時、可靠地接收變電站智能巡檢機器人采

集的圖像、數(shù)據(jù)等信息并進行處理。

⑤巡檢作業(yè)設(shè)備性能指標(biāo)

34

可見光檢測設(shè)備性能指標(biāo)包括：上傳視頻分辨率不小于

720x576（注：D1數(shù)字電視系統(tǒng)顯示格式標(biāo)準(zhǔn)）；

最小光學(xué)變焦倍數(shù)20倍;性能滿足GAT367附錄B中一

級系統(tǒng)中探測部分的要求。

紅外檢測設(shè)備性能指標(biāo)包括：紅外檢測設(shè)備成像分辨率

不低于320X240；接口方式以太網(wǎng)或RS-485；其他要求符

合DL/T664中附錄H中的規(guī)定。

⑥外殼防護性能指標(biāo)

外殼防護等級滿足GB4208中規(guī)定的IP54的要求。

⑦可靠性指標(biāo)

機器人系統(tǒng)的平均無故障工作時間不小于3000小時；

整機使用壽命215年、電池25年、電機210年；電池

供電一次充電續(xù)航能力不小于5小時，續(xù)航時間內(nèi)，機器人

可穩(wěn)定、可靠工作;測溫精度控制在士2七或士2%；在排除光

線、拍攝角度等影響因素外，儀表讀取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率不低于

95加系統(tǒng)對時精度為±100ms。

4）電磁兼容指標(biāo)

機器人能承受GB/T17626.2第5章規(guī)定的嚴(yán)酷等級為

4級的靜電放電抗擾度試驗。

機器人能承受GB/T17626.3第5章規(guī)定的嚴(yán)酷等級為

2級的射頻電磁場輻射抗擾度試驗。

35

機器人能承受GB/T17626.8第5章規(guī)定的嚴(yán)酷等級為

4級的工頻磁場抗擾度試驗。

3.2.5.4巡檢控制系統(tǒng)搭建方案

1）巡檢控制系統(tǒng)功能

本地監(jiān)控后臺將分析并存儲所在繼保室的所有巡檢數(shù)

據(jù)，具備實時監(jiān)控、巡檢計劃編排、遠程遙控、巡檢報表生

成、歷史數(shù)據(jù)查詢等五大功能。

3.2.5.5通信組網(wǎng)架構(gòu)方案

1）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

本項目的戶內(nèi)掛軌機器人巡檢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由本體子

系統(tǒng)、本地監(jiān)控系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成，系統(tǒng)架構(gòu)

圖如下圖所示：

圖3T1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

其中，本體子系統(tǒng)涵蓋的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括：紅外熱像儀、

36

視頻服務(wù)器、高清攝像機等。通過工業(yè)級無線AP與本地監(jiān)

控端的無線AP建立網(wǎng)絡(luò)連接。

2）無線網(wǎng)絡(luò)布置方案

一般情況下，為保證良好的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果（具體表

現(xiàn)為實時高清視頻播放流暢），根據(jù)巡檢區(qū)域的大小，將采

用一個或多個無線AP對繼保室進行全覆蓋。

在機器人上布置一個工業(yè)級無線AP做為客戶端，與室

內(nèi)的無線AP相連，機器人的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都通過該客戶端接入

到站內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)中。

當(dāng)巡檢區(qū)域內(nèi)存在多個AP時，“零切換漫游”功能可

以使多個AP構(gòu)成一個AP網(wǎng)絡(luò)，此時，機器人可以在任何地

點漫游，并不需要執(zhí)行切換操作，實現(xiàn)機器人在整個巡檢區(qū)

域與客戶端無縫保持連接。

3）無線網(wǎng)絡(luò)安裝方案

①無線AP安裝

無線AP架設(shè)在室內(nèi)的AP箱內(nèi)，與主控室的客戶端通過

光纖相連。本項目的戶內(nèi)掛軌機器人巡檢系統(tǒng)采用工業(yè)級無

線網(wǎng)絡(luò)，基站服務(wù)器和巡檢機器人本體采用Server/Client

模式進行連接。

②網(wǎng)絡(luò)連接

網(wǎng)絡(luò)通信長度100米以內(nèi)選擇使用網(wǎng)線；100米以上選

37

擇使用光纜。

③線纜鋪設(shè)

遇到需要進行光纖、電纜、網(wǎng)線等線纜鋪設(shè)的情況，原

則上利用原先線纜溝，但根據(jù)實際情況可進行相應(yīng)技術(shù)完

善。

④服務(wù)器搭建

在主控室內(nèi)放置一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，并通過路由接入專

網(wǎng)。

4）網(wǎng)絡(luò)安全

考慮到智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息安全至關(guān)重要，且巡檢機器人

采用無線網(wǎng)絡(luò)連接，網(wǎng)絡(luò)傳輸無法完全封閉與物理隔離，因

此本項目對網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)進行專項設(shè)計，以確保即使在無線

網(wǎng)絡(luò)接入被入侵成功的最壞情況下，巡檢機器人系統(tǒng)仍能夠

在運維站層面保證網(wǎng)絡(luò)的絕對安全。

車載端和本地端的無線AP采用WPA2安全模式，用于增

強無線網(wǎng)絡(luò)安全。

本地端采用的路由器內(nèi)置高性能防火墻，提供多種攻擊

防范技術(shù)，包括針對Land、Smurf、Fraggle、WinNuke、Ping

ofDeathsTearDrop>IPSpoofing、SYNFlood、ICMPFlood、

UDPFlood.ARP欺騙攻擊的防范等，可以防范大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)上

存在的攻擊。

38

本地端與遠程集控端通過硬件防火墻和專網(wǎng)連接。車載

子系統(tǒng)與本地監(jiān)控后臺的交互通過軟件防火墻，該防火墻通

過識別專有協(xié)議，對不符合該通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包進行隔離，

使得無線網(wǎng)絡(luò)的可能入侵者即使通過篡改MAC地址或IP地

址的方式也無法通過防火墻驗證。而本地監(jiān)控后臺與運維站

后臺則通過硬件防火墻進行連接，進一步確保網(wǎng)絡(luò)通信的安

全性。當(dāng)巡檢機器人網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生異常時，在本地監(jiān)控后臺

與遠程集控后臺會同時彈窗并進行聲音報警，向運維人員提

示網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量、機器人被盜、網(wǎng)絡(luò)被非法入侵等可能性。

3.2.6詳細技術(shù)方案

在項目涉及變電站開關(guān)室內(nèi)搭建掛軌式巡檢機器人所

需的支架及軌道，軌道完成安裝后實際圖如下：

滑觸線（用于機器人供電及數(shù)據(jù)傳輸）建設(shè)是基于軌道

39

建設(shè)的框架上，支撐件通過螺釘螺母固定在軌道型材的凹槽

位置，如下圖所示：

滑觸線通過安裝件上的螺釘螺母與支撐件連接，最終由

廠家對機器人系統(tǒng)進行調(diào)試。

3.3壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置技術(shù)方案

本項目對國網(wǎng)浙江嘉興供電公司管轄的嘉善變、東云

變、星輪變、大舜變、煙雨變、秀水變、正陽變、瓦山變、

共建變、新華變、前進變、海塘變、立峰變、大德變、梧桐

變、百桃變、雙山變、潮鄉(xiāng)變、祝東變、青石變、連杭變、

40

民誼變、安興變、禾城變24座220kV變電站每站配置二次

壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置1套，共計24座220kV變電站共配置24

套壓板狀態(tài)監(jiān)測裝置。

3.3.1設(shè)計目標(biāo)

1）設(shè)計一套壓板狀態(tài)采集裝置，能夠在不影響變電站

正常運行，即不停電、不更換壓板及壓板二次接線的情況下,

實施安裝并可靠采集壓板狀態(tài)。

2）設(shè)計一套上位機監(jiān)視與管理軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)對壓板

狀態(tài)的監(jiān)視與管理。包括壓板狀態(tài)的圖形化顯示、壓板異常

變位的報警、壓板的狀態(tài)巡檢、壓板的統(tǒng)計、壓板操作和變

位的歷史記錄等。

3）壓板狀態(tài)監(jiān)視及管理系統(tǒng)能夠作為子系統(tǒng)嵌入微機

防誤系統(tǒng)中，將壓板的操作納入防誤的范疇，實現(xiàn)一次設(shè)備

與二次壓板的綜合防誤。

壓板狀態(tài)監(jiān)視及管理系統(tǒng)主要包含導(dǎo)軌式壓板狀態(tài)傳

感器、壓板狀態(tài)采集器、壓板控制器以及上位機應(yīng)用軟件。

如下圖所示：

41

圖3-L3壓板狀態(tài)監(jiān)視及管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3.2系統(tǒng)功能

壓板狀態(tài)監(jiān)視及管理系統(tǒng)主要包含三大功能，即壓板狀

態(tài)的顯示與實時監(jiān)視功能、壓板防誤操作功能及壓板智能化

管理功能。

3.3.2.1壓板狀態(tài)顯示與實時監(jiān)視

1）后臺系統(tǒng)圖形化顯示壓板狀態(tài)，可按變電站、保護

室、屏柜分層級顯示，與現(xiàn)場壓板排布保持一致，實時顯示

壓板的投、退、異常等狀態(tài)信息，一目了然；

2）對壓板狀態(tài)就行實時監(jiān)視，防誤模式下，異常變位

及時報警，從壓板狀態(tài)傳感器、壓板狀態(tài)采集器到上位機都

將進行聲光報警提示；

42

3）上位機軟件可根據(jù)一次設(shè)備的運行狀態(tài)設(shè)定二次壓

板的運行方式狀態(tài)模板，上位機軟件實時監(jiān)視壓板狀態(tài)，并

與運行方式模板進行比對，不一致時，提示告警。

4）可實現(xiàn)壓板狀態(tài)的遠程監(jiān)視，壓板控制器具有遠傳

通信接口，以IEC104標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約將壓板狀態(tài)通過電力專網(wǎng)或

其他通信網(wǎng)絡(luò)上傳至遠方監(jiān)控中心后臺系統(tǒng)。

3.3.2.2壓板防誤操作

1）可制定壓板與一次設(shè)備、壓板與壓板之間的防誤邏

輯；

2）壓板的操作通過防誤系統(tǒng)進行開票、模擬預(yù)演，將

操作序列傳輸?shù)诫娔X鑰匙。運行人員手持電腦鑰匙到現(xiàn)場，

將電腦鑰匙插入對應(yīng)的壓板狀態(tài)采集器鑰匙接口中，壓板狀

態(tài)采集器將根據(jù)操作序列逐一點亮需要操作的壓板，提示運

行人員操作。如果未按操作提示操作，系統(tǒng)將會進行報警提

不O

3.3.2.3壓板智能化管理

1）可在上位機軟件上實現(xiàn)壓板的總數(shù)量、各種狀態(tài)以

及不同壓板類型的數(shù)量統(tǒng)計；

2）自動記錄壓板操作、變位等信息，可按照時間、設(shè)

備關(guān)鍵詞進行壓板的操作和變位歷史記錄查詢；

3）具有壓板狀態(tài)巡檢功能，可設(shè)置為定時自動巡檢或

43

手動巡檢，巡檢依據(jù)采用壓板運行方式模板，生成巡檢報告,

并可打印存檔。

3.3.3工程安裝調(diào)試方案

3.3.3.1產(chǎn)品安裝要求：

1）所有裝置的安裝均在不停電、不影響變電站正常運

行的情況下實施；

2）壓板控制器及壓板裝置電源優(yōu)選直流屏供電；

3）整個系統(tǒng)的實時安裝以施工接線圖紙作為參考。

3.3.3.2壓板控制器安裝

壓板控制器采用標(biāo)準(zhǔn)1U機箱規(guī)格設(shè)計，直接安裝在保

護屏柜空面板處。壓板控制器一般選定在主控制室進行安

裝。

3-14壓板裝置電源安裝

壓板裝置電源的主要作用是為屏上的壓板狀態(tài)采集器

44

壓板裝置電源

通過導(dǎo)軌安裝在屏

提供工作電源。采用導(dǎo)軌式安裝設(shè)計，一臺壓板裝置電源可

滿足一排不超過12個壓板狀態(tài)采集器的電源供給要求。

圖3-15壓板裝置電源安裝示意圖

3.3.3.3壓板狀態(tài)采集器安裝

每面保護屏上安裝一臺壓板狀杰采集器，安裝采用貼裝

的方式，其中安裝底座貼裝于屏體表面，壓板狀態(tài)采集器本

體通過卡扣安裝于安裝底座上，方便維護。

采集器接至屏內(nèi)接線端子的連接線（電源、RS485）通

過保護屏面板的固定螺絲孔或面板之間的縫隙穿過至屏后。

與壓板狀態(tài)傳感器的連接線采用線槽隱藏。

45

壓板狀態(tài)采集器通過安裝底

圖3-16壓板狀態(tài)采集器安裝示意圖

3.3.3.4導(dǎo)軌式壓板狀態(tài)傳感器安裝

導(dǎo)軌式壓板狀態(tài)傳感器分為導(dǎo)軌模塊的安裝以及磁鋼

支架的安裝。安裝前，首先使用防護套保護壓板狀態(tài)，避免

安裝過程中誤動壓板。導(dǎo)軌模塊采用雙面膠粘貼的方式安裝

在壓板上方或下方（默認(rèn)下方）；感應(yīng)附件根據(jù)壓板的類型

（線簧式壓板和連片式壓板）選擇相應(yīng)的感應(yīng)附件直接卡裝

在壓板拉手上。導(dǎo)軌模塊與采集器之間的接線通過線槽隱

蔽。

圖3T7軌道式壓板狀態(tài)傳感器安裝示意圖

46

3.3.3.5連接線安裝

如圖12所示，每條軌道式壓板狀態(tài)傳感器有三根接線

連接至壓板狀態(tài)采集器，其中電源V+、GND采用手拉手串接

的方式連接，單總線通信線與采集器分別連接。

壓板狀態(tài)采集器

接

線

端

子

圖3-18軌道式壓板狀態(tài)傳感器與壓板狀態(tài)采集器間接線示意圖

如圖13所示，壓板控制器有3路RS485接口，每路最

多可連接20臺壓板狀態(tài)采集器；壓板控制器有兩路以太網(wǎng)

口，可連接至防誤主機或遠方監(jiān)控系統(tǒng)。壓板裝置電源提供

給壓板狀態(tài)采集器工作電源（壓板控制器自帶一路電源輸出

也可供采集器使用），每臺壓板裝置電源最多可供12臺采

集器使用。屏與屏之間的采集器電源線和485通信線采用屏

蔽電纜連接，對于戶外的電纜采用鎧裝屏蔽電纜。壓板控制

47

器與壓板裝置工作電源采用交直流寬范圍電源，考慮系統(tǒng)穩(wěn)

定性，建議使用220V直流電源。

壓板控制器

磨3路485班”

第1拼曲5接4

找段端于強醒接修第f次被電豆Wii-i電泄

供栗嵬器電濕發(fā)出

壓板狀態(tài)采集器樂板狀態(tài)亥生器壓板狀態(tài)采集器

圖3T9壓板控制器、壓板裝置電源與壓板狀態(tài)采集器間接線示意圖

3.3.3.6系統(tǒng)調(diào)試

所有安裝工作完成后，即進行系統(tǒng)調(diào)試，主要工作有：

壓板控制器配置、壓板采集配置、上位機軟件配置以及最終

的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工作。

1）壓板控制器配置

使用調(diào)試工具對控制器進行配置，包括：地址配置，網(wǎng)

卡IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)配置，通道及規(guī)約配置；

2）壓板采集器配置

使用調(diào)試工具對壓板采集器地址進行配置；

48

3）J0Y0-J上位機軟件配置

主要包括圖形繪制、通信配置（通信規(guī)約配置、采集器

地址及RFID碼配置）、點表配置（圖形與傳感器地址匹配）

4）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

配置完成后，檢查所有的電纜連接，確認(rèn)無誤后上電測

試，根據(jù)調(diào)試要求對系統(tǒng)進