QGW变电站智能机器人巡检系统技术规范第部分

变电站智能机器人巡检系统技术规范 第 1 部分：变电站智能巡检机器人 

Technical specification for intelligent robot inspection system in substation ?—Part1: Intelligent robot for substation inspection 

2016 - 11 - 25发布 

2016 - 11 - 25实施 

Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW —2016 I 

前 言

为规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标，更好的指导和推进变电站智能机器人巡检系统在公司系统的实用化应用，制定本部分。

 《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为 2 个部分： 

——第 1 部分：变电站智能巡检机器人； 

——第 2 部分：监控系统。 

本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第 1 部分。 

本部分由国家电网公司运维检修部提出并解释。 

本部分由国家电网公司科技部归口。 

本部分起草单位：国网山东省电力公司。 

本部分主要起草人：冀肖彤、张斌、任志刚、王兴照、吕俊涛、叶飞、周大洲、黄锐、慈文斌、杜修明、郭源、孙志周、付崇光、王华广、孟海磊、韩磊。 

本部分为首次发布。 

本部分在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 

变电站智能机器人巡检系统技术规范第 1 部分： 变电站智能巡检机器人

1 范围 

本部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。 本部分适用于变电站智能巡检机器人。 

2 规范性引用文件

 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T  电工电子产品环境试验设备基本参数检定方法 振动（正弦）试验用机械振动台 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 DL/T 6-2008带电设备红外诊断技术应用规范 DL/T 860变电站通信网络和系统 

3 术语和定义 

下列术语和定义适用于本文件。 

变电站智能巡检机器人 intelligent robot for the substation inspecting 

由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采用遥控或全自主运行模式，用于变电站设备巡检作业的移动巡检装置（以下简称机器人）。 

变电站智能机器人巡检系统 intelligent robot inspection system in substation 

由变电站智能巡检机器人、变电站智能机器人监控系统、电源系统等组成，能够遥控或自主开展变电站巡检作业。

变电站智能机器人监控系统 intelligent robot monitoring system in substation 

由变电站智能机器人本地监控系统和远程监控系统组成，用于监控变电站智能巡检机器人运行的计算机系统（以下简称监控系统）。

变电站智能机器人本地监控系统intelligent robot local monitoring system in substation 

由监控主机、通信设备、监控分析软件和数据库等组成，安装于变电站本地用于监控变电站智能巡检机器人运行的计算机系统（以下简称本地监控系统）。 

变电站智能机器人远程监控系统 intelligent robot remote monitoring system in substation 

安装于运维班驻地等场所，用于监控多个变电站智能巡检机器人的计算机系统（以下简称远程监控系统）。 

机器人室 robot room 

变电站智能巡检机器人完成自主充电的场所。 

环境信息采集系统 ambient information acquisition system 

由变电站温度传感器、湿度传感器以及风速传感器等环境信息采集终端组成的系统。 

机器人通信基站robot communication base station 

用于变电站智能巡检机器人与本地监控系统间数据通信的网络设备。 

4 分类与组成 

 变电站智能机器人巡检系统的组成 

变电站智能机器人巡检系统组成配置应满足表1的要求。 

表1 变电站智能机器人巡检系统配置 系统组件 配置要求 变电站智能巡检机器人 ● 本地监控系统 ● 机器人室 ● 环境信息采集系统 ● 机器人通信基站 ● 远程监控系统 ○ 导航磁条 ○ 注：●表示必须配置的系统组件，○表示可选配的系统组件。 

 变电站智能巡检机器人的分类 

 按使用方式分类分为：

a) 单站使用型：每站配备一台机器人； 

b) 集中使用型：多个变电站通过轮转的方式集中使用一台机器人。 

 按导航方式分类分为：

a) 有轨导航：需用磁条对机器人进行导航； 

b)  无轨导航：无需用磁条对机器人进行导航。 

5 技术要求

 使用条件 

 正常环境要求 

在如下环境条件下应能正常工作：

a) 环境温度：-25℃～+50℃；

b) 相对湿度：5%～95%； 

c) 最大风速：20m/s。 

 特殊环境要求 

 严于上述环境要求的，应另行提出。 

 结构及外观要求

 整机外观结构 

 整机外观整洁，连接线应固定牢靠，布局合理，不外露。 

 整机结构坚固，所有连接件、紧固件应有防松措施。 

 电机、支架等可更换部件应有一一对应的明显标识，以指示是否正确安装。 

 外壳表面 

外壳表面应有保护涂层或防腐设计。 

外壳表面应光洁、均匀, 不应有伤痕、毛刺等其他缺陷，标识清晰。  外壳防护等级应满足 IP55。 

 电气部件布线 

内部电气线路应排列整齐、固定牢靠、走向合理，便于安装、维护，并用醒目的颜色和标志加以区分。 

 机器人重量 

机器人重量不超过100kg。 

 电磁兼容要求 

 静电放电抗扰度 

机器人应能承受GB/T  第5章规定的严酷等级为4级的静电放电抗扰度试验。 

 射频电磁场辐射抗扰度 

机器人应能承受GB/T  第5章规定的严酷等级为2级的射频电磁场辐射抗扰度试验。 

 工频磁场抗扰度 

机器人应能承受GB/T  第5章规定的严酷等级为4级的工频磁场抗扰度试验。 

 机械振动性能要求 

机器人应能承受GB/T 规定的振动耐久试验。 

 巡检功能要求 

 可见光检测 

 机器人应配备可见光摄像机，能够对设备外观、设备分合状态及表计指示等进行检测，并将图像实时上传至本地监控系统。 

 可见光摄像机上传视频分辨率不小于高清 1080P。 

可见光最小光学变焦倍数 30 倍对有读数的表盘及油位标记的误差小于 5%。 

 红外检测 

机器人应配备热红外成像仪，能够对一次设备的本体、导线和接头的温度进行采集，并能将红外图像及温度数据实时上传至本地监控系统。 

 红外摄像头具备自动对焦功能，热成像仪分辨率不低于 320*240；红外图像为伪彩显示、可显示影像中温度最高点位置及温度值、具有热成像图数据。 测温精度应控制在±2℃或±2%。 

 噪声检测 

机器人应配备音频采集设备，能够采集设备噪声，并能够实时上传至本地监控系统。 

 运动性能要求 

 自主导航定位 

机器人自动导航定位重复定位误差不大于±10mm。 

 防碰撞功能 

机器人应具备防碰撞功能，在自主行走过程中正面遇到障碍物（高150mm X 宽100mm）应及时停止或绕行，对于停止的机器人，障碍物移除后应能恢复行走。一旦发生碰撞，机器人应能够及时停止并发出报警，不会导致损坏。 

 防跌落功能 

机器人在移动过程中，碰到沟槽、下落台阶等情况时，能够及时停止并报警。 

 越障能力 

机器人应具备越障能力，越障高度不低于50mm。 

 涉水能力 

具备涉水功能，最小涉水深度为100mm。  爬坡能力 爬坡能力应不小于15°。 

 转弯半径 

最小转弯直径应不大于其本身长度的2倍。 

 续航能力 

电池供电一次充电续航能力不小于5h，续航时间内，机器人应稳定、可靠工作。 

 充电能力 

电池完成一次充电应不大于5h。电池完全充放电次数不少于500次，电池容量不小于80%。 

在水平地面上的最大速度应不小于1 m/s。 

在1m/s的运动速度下，制动距离应不大于。 

 垂直范围 0°～ +90°。 

水平范围±180°。 

 自动充电功能 

机器人具有自主充电功能，巡检任务完成后或电池电量不足时能够自动返回充电。 

 双向语音对讲功能 

机器人应配备音视频采集和语音播放设备，可与本地监控系统实现音视频实时传输。

 机器人自检 

机器人应具备自检功能。自检内容应包括电源、驱动、通信和检测模块等部件的工作状态，发生异常时应就地指示，并能上传信息。 

 通信性能要求 

 变电站智能巡检机器人的最大遥控距离应不小于 1km，工作应可靠。  两台或两台以上变电站智能巡检机器人在同一变电站内工作时，其控制信号不应相互干扰。 

 监控系统应能实时、可靠地接收变电站智能巡检机器人采集的图像、语音、数据等信息并进行处理。

 智能报警功能 

 机器人异常报警 

应包括电池电源异常、驱动异常、检测功能异常、信号传输异常。 

 被检设备异常报警 

应包括过热、三相温差异常、各类表计读数异常、设备分合状态异常等。 

 环境信息采集 

变电站智能机器人巡检系统应具有环境温度、湿度和风速采集功能。 

 巡检报告 

巡检数据应能自动形成巡检报告，红外巡检部分应满足DL/T6-2008中附录I的要求。 

 系统互联 

应遵循DL/T 860和国家电网公司相关企业标准，提供与变电站监控系统、智能辅助控制系统、设备（资产）运维精益管理（PMS）等系统的接口。 

 机器人室接地 

机器人室应有明显的接地点并与变电站主接地网有效连接。 

 夜间和雨天巡视功能 

机器人应配备照明设备和雨刷器，满足夜间巡视和雨天巡视的要求。 

 状态指示功能 

机器人应具有状态指示功能。可指示机器人巡检作业时的工作状态、充电状态及报警状态。 

 电源适应性要求 

 机器人宜采用锂电池供电。

 直流允许幅值偏差：额定电压值的±20%。 

 220V 交流电源电压，允许幅值偏差±10%。 

 机器人转运 

集中使用型机器人应有专用的转运辅助工具，单人能够完成机器人转运环节的操作。 

6 检验 

 检验分类 

检验分型式试验和出厂检验。

 型式试验 

型式试验应该是制造厂家将装置送交具有资质的检测单位，由检测单位依据试验条目完成检验，检验项目表2中规定的检验项目逐个进行，并出具型式检验报告。有以下情况之一时，应进行型试验：

a) 新产品定型，投运前； 

b) 连续批量生产的装置每五年一次； 

c) 生产设备重大改变时； 

d) 正式投产后，因设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响机器人性能时； 

e) 出产检验结果与型式试验有较大差异时； 

f) 国家技术监督机构或其委托的技术检验部门提出型式试验要求时； 

g) 合同规定进行型式试验时。 

 出厂检验 

每台机器人出厂前，必须由制造厂的检验部门进行出厂检验，检验项目逐个进行，全部检验合格后，附有合格证可允许出厂。 

 检验项目 

应按本标准表2中的规定执行。

  注：●表示规定必须做的项目；○表示规定可不做的项目。 

 试验方法 

参照Q/GDW11514-2016有关试验方法进行。 

7 标志、包装、运输、贮存 

 标志 

 每台装置必须有清晰的铭牌，包含但不限于以下内容： 

a） 产品型号； 

b） 产品全称； 

c） 制造厂全称及商标； 

d） 重量； 

e） 出厂年月及编号。 

 包装箱上应包含但不限于以下标记： 

a） 发货厂名、产品名称、型号； 

b） 设备数量； 

c） 包装箱外形及毛重； 

d） 包装箱外应有“防潮”、“小心轻放”、“不可倒置”等字样或标志。 

 包装 

 产品包装前的检查 

产品包装前的检查应包括如下内容： 

a) 产品的合格证书、产品说明书、出厂检测报告、装箱清单、附件、备品备件齐全；

b) 产品外观无损伤；

c) 产品表面无灰尘。 

 包装的一般要求 

产品应有内包装和外包装，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防振等措施。

 运输 

产品应适用于陆运、空运、水（海）运，运输装卸按照包装箱上的标准进行操作。 

 贮存 

包装好的机器人应存贮在防雨避光的室内，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘雨雪的侵蚀。

变电站智能机器人巡检系统技术规范

第 1 部分：变电站智能巡检机器人

编 制 说 明 

1编制背景 

本部分依据《关于下达公司第一批重点推广新技术相关标准制修订计划的通知》（国家电网科[2011 年]1296号）的要求编写。 

早期的变电站智能机器人巡检系统的组成、功能展示、技术指标等存在差异，有必要制定一部关于变电站智能巡检机器人的技术标准进行规范、指导变电站智能机器人巡检系统的研发、制造、安全巡检及规范检测。 

本部分编制的主要目的是规范变电站智能巡检机器人的功能要求和性能指标。 

2 编制主要原则 

本部分主要根据以下原则编制： 

a) 以现有国家电网公司应用的变电站智能巡检机器人功能和性能为基础，结合国家电网公司变电站巡检需求，考虑变电站智能巡检机器人的技术发展和应用需求进行编制； 

b) 适用于国家电网公司变电站巡检工作，保障变电站智能巡检机器人工作的效率、效果和安全； 

c) 标准编制工作以理论结合实际为原则，调研应用需求，以工程实践和试验测试数据为基础，提出科学合理的技术指标。 

本部分项目计划名称为“变电站智能巡检机器人系统 第 1 部分：通用技术条件”，为使名称与内容更加匹配，经编写组与专家商定，更名为“变电站智能机器人巡检系统技术规范 第 1 部分：变电站智能巡检机器人”。

3 与其它标准文件的关系 

本部分与相关技术领域的国家现行法律、法规和保持一致。 

本部分不涉及专利、软件着作权等知识产权使用问题。 

4 主要工作过程 

2011年8月，根据国家电网公司运检部要求，成立标准编写组，主要由国网山东省电力公司负责。 

2011年10月28日，在济南召开了第一次讨论会，讨论了初稿内容，制定了指导意见的主要框架，制定主框架按照三部分编写。 

2011年11月28日，在济南召开了第二次次讨论会，修改了主要框架，按技术标准要求方式修改编写。 

2014年9月10日，在济南召开了标准（征求意见稿）第一次工作组讨论会，依照国家电网公司最新要求，对系统各项功能要求进行了更新。 

2014年9月23日，在烟台召开了第一次专家评审会，对该标准中各项内容广泛征求了意见。 

2014年10月13日，在济南进行了封闭修订，针对烟台评审会专家所提建议对标准进一步修订。 

2016年5月10日至5月13日，在济南对标准进行了进一步修改，满足送审条件，形成送审稿。 

2016年6月，国家电网公司运维检修技术标准专业工作组（TC04）在北京组织召开了标准审查会，审查结论为：审查组经过协商一致，同意修改后报批。 

2016年6月，修改形成标准报批稿。 

5 标准结构和内容

 《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准分为 2 个部分： 

——第 1 部分：变电站智能巡检机器人； 

——第 2 部分：监控系统。 

《变电站智能机器人巡检系统技术规范》第1部分规定了变电站智能巡检机器人的分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存。第2部分规定了变电站智能机器人监控系统的分类与组成、技术要求、检验、标志、包装、运输与贮存。 

本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准的第 1 部分。 

本部分按照《国家电网公司技术标准管理办法》（国家电网企管[2014]455号文）的要求编写。 

本部分的主要结构及内容如下： 本部分主题章分为4章，分类与组成、技术要求、检验以及标志、包装、运输、贮存组成。

本部分对变电站智能巡检机器人的性能、功能以及其他要求做了要求，最后对标志、包装、运输、贮存做了要求。

本部分为规范变电站智能巡检机器人提供了依据，用以指导变电站智能机器人巡检系统的研发、制造、安全巡检及规范检测。 

6 条文说明 

无。