[发明专利]一种高压开关室故障排险与消防智能机器人及其应用

说明书

本发明是一种高压开关室故障排险与消防智能机器人及其应用，包括机器人主体，主体内设有主控系统、无线通信模块、导航模块、雷达测距模块、拍照及图像识别模块、自动灭火模块、行走模块，机器人主体外部设有机械手臂，无线通信模块接收指令数据并传递到主控系统，主控系统根据指令要求启动导航模块及行走模块使机器人移动到对应的开关柜处，然后控制拍照及图像识别模块对所述开关柜拍照并与内部存储的开关柜照片进行对比，识别出所拍摄照片中分合闸按钮的位置，然后主控系统控制所述机械手臂按下分合闸按钮；本发明实现高压开光的高精度排险，一旦发生爆炸，自动启动消防装置第一时间灭火，避免二次事故，保障电网运行安全。

技术领域

本发明涉及电力系统智能机器人领域，具体是一种高压开关室故障排险与消防智能机器人及其应用。

背景技术

高压开关柜作为电力系统中成套的电气设备，承担着电力系统配电以及电能转换过程中开关的开合和保护任务，是为市民供电的最后一道关口，所以对此类设备的日常检修维护就显得尤为重要。10kV开关柜由断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构和互感器组成。由于开关柜直接和用电设备相连接，一旦开关柜发生故障，其造成的停电事故将引起巨大的社会损失和经济损失，而且由于开关柜内部结构紧凑、零件繁多、绝缘距离小，10kV开关柜往往较其他电气设备更易引发故障。

尤其是10kV开关柜设备中的控制回路因为设备老化或环境变化等影响可能会出现各种异常现象和故障。通常来说，如果需要对这些高压开关柜进行检修，供电公司的工作人员可以通过电脑进行远程控制，但当远程控制出现故障的时候就必须人工对高压开关柜进行断电，但是考虑到安全问题，又严禁工作人员现场进行就地打跳开关，只能对上一级母线进行停电，造成大面积大范围停电情况出现。近年来，国网公司由于开关柜故障造成工作人员人身伤亡的事故屡出不鲜，不仅给电网运行安全造成极大的威胁，而且造成了非常恶劣的社会影响。例如某供电公司220kV变电站发生一起10kV开关柜故障，造成两名在开关柜外进行现场检查的运行值班员被电弧灼伤，其中一人死亡。某220kV变电站10kV高压开关柜(GGX2型)由于馈线故障，开关发生拒动，运行人员在处理开关拒动过程中，当拉开开关确认开关位置指示处于分闸位置后，拉开隔离刀闸时发生弧光短路，造成2人重伤1人轻伤。某220kV变电站发生一起10kV开关柜内部三相短路，电弧产生高温高压气浪冲开柜门，造成2名在开关柜外进行现场检查的运行值班员被电弧灼伤。同时，高压开关柜的此类爆炸事故通常会连带引发火灾，进一步对电力设备和电网运维安全带来更大的破坏。

为了应对高压开关柜故障带来的诸多事故，各供电公司明文规定：工作人员在操作运行中的设备时，严禁采取就地打跳断路器的方式。因此，各供电公司围绕开关柜远程操作已经研制一些具有一定自动化程度的机械手打跳断路器，或者功能较为复杂的机器人。例如，国网成都供电公司研发了可以不用人工断电跳闸的远程便携式分闸装置，由一个远程遥控器、电源模块、执行模块以及一个配件固定器组成，装置采用充电式电源模块和利用强力磁铁进行吸附固定，携带、安装、使用和维护都非常方便。国网福州供电公司研制了开关柜专用操作机器人，由基站、无线网路系统、触摸屏和KYN操控机器人本体A车、本体B闭合组成，是集机电一体化的复杂系统。但是这两类自动化装置仍然存在以下几个问题：1、由于高压开关室内存在多个金属材质的柜体，形成一个较强的多径干扰的环境，无线通信的信号在此环境中传输质量较差，机器人发送和接受信号可能不完整，后续操作精准度不高，容易造成误操作，其操作可靠性较差；2、仍然需要大量的人工参与，还需要人工操作，甚至在机器人上通过触摸屏进行操作，这些都不同程度的增加了工作人员的工作风险；3、目前的自动化装置和机器人一旦发生爆炸引发火灾没有任何反制措施，无法避免设备因火灾造成的二次损伤。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有远程操控机器人在强多径干扰的高压开关室内进行维护高压开关柜操作存在的问题，提供一种高压开关室故障排险与消防智能机器人及其应用。