1. 項目概述

變電站作為電力系統的核心樞紐，設備安全穩定運行直接關系到電網供電可靠性。傳統變電站巡檢依賴人工巡檢單一模式，存

在諸多痛點：

運維人員勞動強度大、巡檢效率低下，人工巡檢易出現漏檢、錯檢等巡檢不到位問題，且不同巡檢人員的操作習慣、經驗水平差異較大，導致巡檢標準不統一；

在雨雪、暴雨、高溫、嚴寒等惡劣天氣下，人工巡視作業困難，甚至存在安全風險。

此外，人工巡檢主要依靠巡檢人員的感官判斷和過往經驗，難以對變電站設備的運行狀態進行客觀、全面、精準的評估，極易遺漏設備潛在故障隱患，給變電站安全運行埋下重大風險。

近年來，隨著我國電力工業的快速發展，以“信息化、數字化、自動化、互動化”為核心特征的智能電網建設不斷深入，特高壓電網工程持續推進，變電站的規模不斷擴大、設備種類不斷增多、運行復雜度顯著提升，傳統的人工運檢模式已無法滿足現代智能電網的發展需求。

2. 系統組成

變電站智能巡檢系統以“全方位感知、全流程管控、全時段監測”為核心目標，主要由巡檢機器人、各類固定智能傳感器、輔助監測設備三大核心部分組成，三者協同工作，全面采集變電站設備運行狀態、現場環境參數等各類關鍵數據，為后續的數據分析、故障診斷和風險預警提供堅實的數據支撐，構建“移動+固定+輔助”的立體化巡檢體系。

2.1 巡檢機器人

巡檢機器人作為系統的核心數據采集設備，是實現變電站移動巡檢的核心載體，根據變電站不同的應用場景（室內、室外）靈活部署，主要分為室內軌道式巡檢機器人和室外輪式巡檢機器人兩大類。兩類巡檢機器人均搭載高清可見光攝像頭、紅外熱像儀、聲音采集模塊、溫濕度傳感器、SF6氣體傳感器、局部放電傳感器等多種檢測設備，可實現對變電站設備的外觀狀態、運行溫度、異常聲音、氣體濃度、局部放電等多維度、全方位的數據采集，精準捕捉設備運行過程中的細微異常，彌補人工巡檢的不足。

其中，室內軌道式巡檢機器人主要部署于變電站主控室、繼保室、高壓室等室內區域，依托預設軌道實現自主行走；室外輪式巡檢機器人主要部署于變電站室外設備區域，具備較強的地形適應性，可在變電站戶外場地自主導航、自主避障，適應室外復雜環境下的巡檢作業需求。

2.2 固定智能傳感器

為彌補巡檢機器人巡檢存在的時間間隔盲區，實現對變電站設備和環境的實時持續監測，在變電站關鍵區域、重點設備（如變壓器、開關柜、GIS設備等）上精準部署固定智能傳感器，形成固定監測網絡。固定智能傳感器種類豐富，主要包括溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、SF6/O2復合傳感器、局部放電傳感器等，可實現對變電站室內外環境參數（溫濕度、煙霧、漏水等）和設備關鍵運行狀態（局部放電、氣體泄漏等）的24小時不間斷監測，實時捕捉各類異常數據，與巡檢機器人形成互補，提升監測的連續性和全面性。

2.3 輔助監測設備

輔助監測設備作為巡檢機器人和固定智能傳感器的補充，進一步完善系統監測覆蓋范圍，主要包括高清球機、固定紅外熱成像儀、聲音監測儀等設備，與巡檢機器人、固定智能傳感器協同工作，實現變電站重點區域、關鍵設備的全方位、無死角監測，有效提升系統監測的覆蓋率、可靠性和精準度，確保不遺漏任何一處潛在故障隱患。

3. 核心功能

3.1 室內軌道式巡檢機器人功能

室內軌道式巡檢機器人專門針對變電站主控室、繼保室、高壓室等室內封閉區域設計，主要面向二次設備、控制屏、端子箱、測控裝置等室內設備開展巡檢作業，具備運行穩定、噪音低、定位精準、操作便捷等特點，不影響室內設備的正常運行。

核心配置：搭載1080P及以上高清可見光攝像頭、高精度紅外測溫模塊、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、高精度軌道行走機構、精準定位模塊，部分場景可根據需求新增SF6傳感器、局部放電傳感器等設備。

核心功能：可實現軌道自主行走，行走速度可在0.1~0.5m/s之間靈活調節，定位精度可達±3cm，確保巡檢位置精準；具備自動啟停、自動轉向、自動避障等功能，可按照預設巡檢路線開展自主巡檢，也可手動控制調整巡檢路徑；

實現多維度巡檢，可精準識別設備指示燈狀態（正常、熄滅、閃爍異常）、儀表讀數（自動識別并對比標準范圍）、電纜接頭溫度（精準測溫，捕捉過熱異常）、室內環境參數（溫濕度、煙霧、漏水等），全面掌握室內設備運行狀態和環境情況；具備異常報警功能，當檢測到設備異常或環境參數超標時，立即停止當前巡檢作業，發出聲光報警信號，并將異常信息實時上傳至智能化管理平臺，提醒運維人員及時處置；可與室內固定監測設備協同工作，實現數據互通、優勢互補，提升室內巡檢的全面性和可靠性。

3.2 智能輔助監測系統功能

智能輔助監測系統作為巡檢機器人的重要補充，聚焦變電站“全方位、無死角、全時段”監測需求，進一步完善系統監測體系，提升系統監測的可靠性、連續性和全面性，為變電站安全運行提供多重保障，主要包括環境監測系統、視頻監控系統、局部放電監測系統三大核心組件，各組件協同工作、數據互通。

環境監測系統：在變電站室內外關鍵區域、重點設備周邊部署溫濕度傳感器、煙霧傳感器、漏水傳感器、SF6/O2復合傳感器、粉塵傳感器等多種環境監測設備，實時采集變電站室內外溫濕度、煙霧濃度、漏水情況、SF6氣體濃度、O2氣體濃度、粉塵含量等環境參數，建立環境參數標準閾值庫，當檢測到某一環境參數超出標準閾值時，系統立即發出預警信號，并可聯動變電站通風設備、排水設備、排風設備等應急處置設備自動啟動，開展應急處置，防范環境異常引發的設備故障和安全風險。

視頻監控系統：整合變電站現有高清球機、槍機等監控設備，同時在變電站重點區域（如設備區、出入口、控制室等）新增高清監控設備，構建全覆蓋的視頻監控網絡；具備視頻實時預覽、錄像回放、移動偵測、異常報警等基礎功能，可實現對變電站現場情況的實時監控和歷史追溯；與巡檢機器人采集的視頻數據協同展示，實現“移動視頻+固定視頻”的聯動查看；支持視頻AI智能分析功能，可自動識別人員闖入、設備異常動作、異物堆放等異常情況，識別到異常后立即發出報警信號，提升變電站安防水平和設備監測智能化程度。

局部放電監測系統：針對變壓器、開關柜、GIS設備等高壓設備的絕緣故障隱患，在相關設備上精準部署局部放電傳感器，實時監測設備運行過程中的局部放電信號，通過專用智能算法對局部放電信號進行分析、識別，精準判斷局部放電的強度、位置和類型，提前預警設備絕緣故障，為運維人員開展設備檢修提供精準依據，防范絕緣故障擴大引發的設備損壞和供電中斷事故。

3.3 智能化管理平臺功能

智能化管理平臺是變電站智能巡檢系統的核心管控中樞，采用B/S架構設計，支持電腦、手機移動端等多終端訪問，實現對整個巡檢系統的統一管控、數據整合、分析預警和運維管理，為運維人員提供便捷、高效的管理工具，大幅提升變電站運維管理的智能化水平。

可視化管控：采用GIS地圖、三維建模等先進技術，將變電站的布局、設備位置、巡檢機器人運行軌跡、固定傳感器和輔助監測設備的部署位置等信息進行可視化展示，形成變電站全景可視化管控界面，運維人員可通過界面直觀掌握整個變電站的巡檢情況、設備運行狀態和環境參數，實現全局態勢可視化管控。

智能分析與預警：依托AI智能算法和大數據分析技術，對巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監測設備采集的各類數據進行綜合分析、對比研判，自動識別設備缺陷和環境異常，根據缺陷嚴重程度和異常等級，自動生成分級預警（一般預警、嚴重預警、緊急預警）；支持預警信息通過平臺彈窗、短信、移動端APP推送等多種方式通知相關運維人員，確保預警信息及時傳達，預警響應時間≤10s，為運維人員快速處置異常爭取時間。

數據融合與共享：整合巡檢機器人采集的移動監測數據、固定智能傳感器采集的實時監測數據、輔助監測設備采集的補充監測數據，同時對接變電站現有運維管理系統，實現各類數據的統一管理、集中存儲和共享共用；支持數據多維度分析和歷史追溯，可生成各類數據報表（巡檢報表、缺陷報表、預警報表等），為變電站設備運維、故障診斷、隱患排查和決策制定提供數據支撐。

任務與運維管理：實現巡檢任務的全流程閉環管理，運維人員可根據變電站巡檢需求，在平臺上創建巡檢任務、分配巡檢責任人、設置巡檢路線和巡檢周期，實時跟蹤巡檢任務進度；支持運維工單的創建、分配、跟蹤、處置和閉環管理，詳細記錄設備運維歷史信息；可自動生成運維報表，全面反映變電站運維工作情況，提升運維管理效率。

3.4 智能分析與預警功能

智能分析與預警功能是系統實現“提前預警、精準處置”的核心支撐，貫穿于數據采集、預處理、分析、預警、處置的全流程，確保及時發現設備故障隱患，防范安全風險。

數據采集與預處理：巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監測設備將采集到的圖像、視頻、溫度、氣體濃度、聲音、局部放電等各類原始數據，實時傳輸至智能化管理平臺；平臺對各類原始數據進行預處理，包括數據去噪、濾波、格式轉換、異常數據剔除等操作，確保采集數據的準確性、完整性和有效性，為后續的數據分析和故障識別奠定基礎。

缺陷自動識別：依托先進的AI圖像識別算法、紅外分析算法、聲音識別算法、氣體分析算法等，實現對設備缺陷和環境異常的自動識別。通過AI圖像識別算法，自動識別設備外觀破損、漏油、銹蝕、異物附著、指示燈異常、儀表讀數超標等外觀缺陷；通過紅外分析算法，自動識別設備接頭過熱、繞組發熱、絕緣子過熱等溫度異常；通過聲音識別算法，自動識別斷路器異響、變壓器異響等設備運行聲音異常；通過氣體分析算法，自動識別SF6氣體泄漏、O2濃度超標等氣體異常，實現多維度、全方位的缺陷自動識別。

分級預警：系統根據設備缺陷的嚴重程度、影響范圍和發展趨勢，以及環境異常的超標幅度，自動將預警信息分為一般預警、嚴重預警、緊急預警三個等級，并明確標注缺陷位置、缺陷類型、異常數據、預警時間、影響范圍等關鍵信息，便于運維人員快速掌握預警情況，區分處置優先級。預警信息將通過平臺彈窗、短信、移動端APP推送等多種方式同步通知相關運維人員，確保運維人員第一時間獲取預警信息。

預警聯動：當系統發出預警信號時，將自動啟動預警聯動機制，實現多設備、多系統的協同聯動處置。例如，啟動視頻監控設備聚焦預警區域，實時拍攝并傳輸現場畫面，便于運維人員遠程查看現場情況；當檢測到SF6氣體泄漏時，自動聯動通風設備啟動，降低現場SF6氣體濃度，防范安全風險；當發生緊急預警時，自動聯動相關設備停止運行，同時生成缺陷處置工單，下達處置指令，確保預警異常得到快速、有效處置，形成“預警-聯動-處置-閉環”的全流程管理。

3.5 協同管控與遠程操作功能

系統具備強大的協同管控與遠程操作功能，實現“移動+固定+輔助”多設備協同工作，支持運維人員遠程開展巡檢作業，大幅減輕運維人員的現場工作負擔，提升運維效率。

多設備協同：巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監測設備三者實現無縫協同、數據互通，構建立體化協同巡檢體系。當某一設備（如固定智能傳感器）檢測到異常信息時，智能化管理平臺將自動調度巡檢機器人前往異常區域，開展詳細巡檢，補充采集異常區域的設備狀態數據和環境參數，進一步確認異常情況，實現“固定監測預警、移動巡檢復核”的協同模式，提升異常識別的準確性和可靠性，避免誤預警、漏預警。

遠程控制：運維人員可通過智能化管理平臺或移動端APP，遠程控制巡檢機器人的啟停、轉向、調速等動作，靈活調整巡檢機器人的巡檢路線；可遠程調整機器人搭載設備（如高清攝像頭、紅外熱像儀）的角度、焦距和參數，實現對設備細節的遠程查看和精準檢測，開展遠程巡檢作業，無需運維人員前往現場，尤其適用于惡劣天氣或危險區域的巡檢作業；同時，支持遠程控制智能輔助設備（如通風設備、排水設備、照明設備等）的啟停，實現異常情況的遠程應急處置。

實時監控：智能化管理平臺實時展示巡檢機器人的運行狀態（如巡檢進度、當前位置、運行速度、設備狀態等）、巡檢畫面（高清可見光畫面、紅外熱成像畫面）、設備運行狀態數據、環境參數、預警信息等內容；支持多畫面切換、畫面細節放大，運維人員可實時查看巡檢情況，及時發現設備運行異常和環境異常，實現對變電站巡檢工作的實時監控和動態管控，確保巡檢工作有序開展。

4. 實施流程

變電站智能巡檢系統實施遵循“科學規劃、規范施工、精準調試、全面交付”的原則，結合變電站現場實際情況，分階段、有序推進實施，確保系統安裝、部署、調試工作順利開展，不影響變電站正常運行，具體實施流程如下：

4.1 需求調研

組織專業技術團隊深入變電站現場，開展全面的需求調研工作，明確變電站的具體巡檢需求、設備布局、場地環境特點、現有運維模式、人員配置等情況；梳理變電站重點設備、關鍵區域的監測需求，明確巡檢頻率、巡檢標準、預警閾值等核心要求，形成詳細的需求調研報告，為后續方案設計提供精準依據。

4.2 方案設計

基于需求調研報告，結合變電站現場實際情況，開展系統整體方案定制設計工作。重點完成軌道布局設計（針對室內軌道式巡檢機器人）、巡檢機器人選型（室內/室外型號、搭載設備配置）、固定智能傳感器和輔助監測設備的部署方案設計，以及系統集成方案、數據傳輸方案、智能化管理平臺配置方案等；方案設計過程中充分考慮變電站的安全性、兼容性和擴展性，確保方案科學、合理、可行，形成完整的系統設計方案，經多方論證確認后，進入下一實施階段。

4.3 施工準備

施工前，做好充分的施工準備工作，確保施工順利開展。主要包括：清理施工場地，移除施工區域內的障礙物，平整施工路面，為設備安裝和施工操作提供良好條件；搭建臨時施工設施，布置施工電源、照明設備等，保障施工需求；嚴格做好安全防護措施，設置施工警示標識，劃分施工區域，防范施工安全風險；對施工人員進行全面的安全培訓和技術交底，明確施工流程、操作規范、安全注意事項和技術要求，確保施工人員具備相應的施工能力和安全意識。

4.4 設備安裝

按照系統設計方案和施工規范，有序開展設備安裝工作。主要包括：安裝巡檢機器人（室內軌道鋪設、機器人本體安裝調試，室外機器人部署）、固定智能傳感器（在關鍵區域、重點設備上安裝固定，做好接線和固定防護）、輔助監測設備（高清球機、紅外熱像儀等安裝調試），以及數據傳輸設備、服務器等配套設備的安裝；安裝過程中嚴格按照操作規范執行，做好設備接線、固定、防護等工作，確保設備安裝規范、牢固，接線準確、可靠；同時加強現場管理，做好施工記錄，及時處理施工過程中出現的問題，確保施工安全和施工質量，全程避免影響變電站正常運行。

4.5 系統部署

設備安裝完成后，開展智能化管理平臺的部署工作。主要包括：在服務器上安裝相關軟件，搭建系統數據庫，完成平臺初始化配置；配置系統參數（如巡檢路線、預警閾值、用戶權限、設備聯動規則等）；實現巡檢機器人、固定智能傳感器、輔助監測設備與管理平臺的數據互通，完成設備接入調試，確保各類數據能夠實時、準確傳輸至平臺，平臺能夠正常管控各類設備。

4.6 系統調試

系統部署完成后，開展全面的系統調試工作，確保系統各項功能正常運行、各項性能達到設計要求。主要包括：測試巡檢機器人的巡檢路徑準確性、自主行走、遠程控制等功能，調試機器人搭載設備的數據采集精度；測試固定智能傳感器、輔助監測設備的數據采集準確性和穩定性；測試數據傳輸的穩定性和實時性；測試智能化管理平臺的可視化管控、智能分析與預警、任務管理、遠程操作等功能；測試系統預警聯動機制的有效性，模擬各類異常場景，驗證預警響應速度和處置效果；針對調試過程中發現的問題，及時進行優化調整，直至系統各項功能、性能均達到設計標準。

4.7 培訓與交付

系統調試合格后，組織專業技術人員為變電站運維人員提供全面的操作培訓和技術支持。培訓內容包括：系統組成、設備操作、平臺使用（巡檢任務創建、數據查看、預警處置、工單管理等）、日常維護、常見故障排查等，確保運維人員能夠熟練操作系統、掌握日常維護技巧和常見故障處置方法；培訓完成后，進行培訓考核，考核合格后，完成系統交付工作，提供完整的交付資料（包括設計方案、施工記錄、調試報告、操作手冊、培訓資料等），并建立長期技術支持機制，及時響應運維人員的技術需求，保障系統長期穩定運行。

審核編輯 黃宇