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自从进入工业社会，人类对“人工智能”的探索就没有停止过。20世纪60年代以来，随着计算机技术的飞速发展，智能机器人的研究开始进入实质性阶段。经过几十年的发展，目前，基于感觉控制的智能机器人(又称第二代机器人)已达到实际应用阶段，基于知识控制的智能机器人(又称自主机器人或下一代机器人)也取得较大进展。

 

电力机器人是服务于电力系统生产的特种机器人，具有一种或多种拟人功能，可代替或辅助人工进行设备巡检、带电抢修和维护作业等。它的出现有赖于20世纪国内外科学技术的迅猛发展。与发达国家相比，我国电力机器人研究的起步时间较晚，在技术水平、实用化程度等方面都存在较大差距。

 

面对潜力巨大的电力机器人市场，国家电网公司从生产实际出发，瞄准国际领先水平开展核心技术研究。从科研攻关到形成产业化推广，国家电网公司电力机器人产业走过了一段不寻常的发展之路。

 

国网山东省电力公司依托山东电科院，是国内较早开展电力机器人研发的单位之一。1999年，山东电科院就开始“试水”机器人核心技术研究，建立了“电力机器人技术重点实验室”(后被国家电网公司命名为“电力机器人技术重点实验室”)。十几年间，开展了线路带电作业机器人、巡线检测无人机、绝缘子串检测机器人的研发。产品覆盖发电、输电、变电、配电领域，树立了技术上的优势地位。

 

变电站巡检机器人称得上是众多产品中的佼佼者。从2000年开始，国网山东电力将变电站智能机器人巡检系统列入科研计划。2002年9月，该领域的研发项目被列入国家“863”计划，成为该公司首个“863”项目。研发人员先后攻克了强 电磁防护、导航定位、设备图像模式识别、自动充电等技术难题，项目于2005年通过验收，并在500千伏济南长清变电站投入运行。山东电科院副院长慕世友说：“国内大多数机构对变电站巡检机器人的研究是从2006年以后才起步的。我们动手早，瞄准了国际领先水平，提前进行关键领域的技术研发和储备，这是我们成功的经验。”

 

2013年10月，从国家知识产权局传来喜讯，由国网山东电力独立自主开发的项目——变电站巡检机器人，在第十五届中国专利奖评选的众多参赛作品中脱颖而出，一举夺得金奖。

 

采用机器人巡检代替人工巡检，有效降低了运维成本，提高了巡检作业和管理的自动化、智能化水平

 

4月14日，在浙江临安青山湖科技城的地下隧道里，一个长相很萌的小机器人正在“闲庭信步”，一双大眼睛左顾右盼、上下扫描。青山湖科技城地下隧道全长1.1千米，是浙江省内规模最大的智能化电力电缆隧道。今年3月底，这个由杭州供电公司与浙江大学合作开发的最新一代轮式巡检机器人正式投入使用，为春检注入智能化的新能量。

 

以机器人巡检代替人工巡检到底有哪些好处?以浙江临安的这台机器人为例，它具备了高清可视化巡检、红外测温功能，并可以实现可见光和红外视频的录制与分析;可按不同的工作需求，在电缆廊道内进行无轨道行进，自动完成定时巡检;还拥有自主充电功能，电量不足时将自主移动至预设的充电点进行充电。以机器人代替人工，实现了电缆隧道巡检工作的自动化、智能化，改变了以往人工进入隧道检查的落后方式，减小劳动强度的同时保障了人身安全，同时提高电缆隧道维护作业工作的工作效率和可靠性，大幅减少人力成本，提高经济效益。

 

节省人力并提高运检效率是变电站智能巡检机器人的两大突出优势。在福建500千伏大园变电站，过去运维人员需要花1个多小时时间从驻点赶到变电站，再开始准备工作、测温、巡视，又要花去3个小时，另外还需要人工分析测温图片，工作量大，耗时费力。如今，利用机器人巡检系统，运维人员足不出户，直接在驻点发布巡视命令，机器人可以自动采集巡视测温图片并进行智能分析，短短几分钟便将分析结果信息或报警信号传至后台，实现变电站的远程故障判别。既节省人工、车辆成本，又能提高巡视测温效率，达到事半功倍的效果。

 

此外，在低温、雾霾等恶劣天气条件下，机器人更能发挥出人力所不及的作用。今年春节前夕，成都连续数日遭遇雾霾天气，能见度不足100米。在四川电力检修公司500千伏尖山变电站内，巡检机器人“小白”依然能够按照设定好的路径完成巡检任务，4个小时在站内行走3千米，在400多个停靠点对800多处检测点进行全站设备巡检，实时回传清晰的设备视频、图片、红外成像测温视频、数据，自动读取设备表计，开展远程巡视、特殊巡视，自动生成巡检报告和历史数据趋势曲线。四川电力检修公司巡检机器人项目管理员范强说：“‘小白’在巡检时距离设备一般在20米内，对设备瞧得很清楚，可见光检测不会对它造成影响，还可以通过图像预处理及滤波技术增强照片清晰度;通过三相对比检测，红外检测在恶劣天气下也相对准确;在巡检时还会进行设备噪音采集与分析，识别设备故障，即使在雾霾天儿依然可以保证检测的准确性。”他幽默地说，“‘小白’工作很卖力，每天要扭动脑袋1000多次，功不可没!”

 

采用机器人技术进行变电站巡检作业，能够最大限度地发挥机器人巡检的灵活性、智能性，并同时克服和弥补人工巡检存在的一些缺陷和不足，更贴近于智能变电站和无人值守变电站发展的实际需求，具有巨大的优越性，是智能变电站和无人值守变电站巡检技术的发展方向。“变电站智能巡检机器人用于替代人工完成变电站巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作。实际运用表明，机器人运行可靠，检测准确，实现了变电站全天候、全方位、全自主智能巡检，有效降低了劳动强度和运维成本，提高了巡检作业和管理的自动化、智能化水平，已经成了变电站的‘新骨干’。”慕世友说。

 

电力机器人家族功能互补、协同作战，更好地解决电网运行管理中的实际问题。

 

目前，公司研制的电力机器人涵盖发电、输电、配电、变电各个领域，种类有20余种，电力机器人家族可谓“人丁兴旺”。近年来，坚强智能电网的快速发展和“三集五大”体系建设，为电力机器人创造了更多市场机会。公司变电站巡检机器人已经应用到从110千伏到1000千伏各电压等级的变电站，遍布山东、北京、天津、重庆、四川等22个省、直辖市。

 

2013年7月，公司提出变电站智能巡检机器人推广应用工作目标，利用3年时间实现智能机器人巡检作业代替60%以上人工作业，研发成功性能先进、功能完善、仪器可灵活配置的高、中、低档全系列机器人产品;500(330)千伏及以上变电站智能机器人全覆盖;全部省(自治区、直辖市)公司开展智能机器人集中存储、集中调配、集中使用试点。

 

电力机器人的产业化推广同时也伴随着功能的不断升级。从日本留学归国的山东电科院科技带头人鲁守银博士说：“虽然目前我们研发生产的机器人距离人的自主控制还有一定差距，但已具备感知、记忆、传输等仿生学功能。从这层意义上来说，我们的机器人正逐步向着人工智能化迈进。”

 

作为国内电力机器人技术领域的领军团队，山东电力机器人技术重点实验室的专家还有一个思路：充分利用公司现有线路清障机器人、线路作业机器人、绝缘子串检测机器人等不同电力机器人的技术优势，为供电企业提供线路巡视检修整体解决方案。

 

“无人机在高空线路检测上优势显著，能够精准地发现人工巡检无法察觉的缺陷。巡检无人机能够‘看到’，却无法亲自上阵消除缺陷、故障，这就需要别的机器人来帮忙。”山东电科院机器人专业首席专家郭锐说，“不同电力机器人功能互补，形成‘集团作战’优势，就可以更好地解决电网运行管理中的实际问题。”

 

可以预见，未来电力机器人具有更广阔的发展空间和应用前景。