“220千伏岳興線避雷器三相本體溫差超過1攝氏度，局部放電信號超標(biāo)，嚴(yán)重缺陷告警。”7月23日，山東省濟(jì)南市出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水、雷暴大風(fēng)天氣，濟(jì)南供電公司西區(qū)集控站收到告警信息，一臺搭載了多模態(tài)傳感信息協(xié)同智能檢測終端的機(jī)器人在220千伏興隆變電站精準(zhǔn)識別出了設(shè)備缺陷。這款終端是濟(jì)南供電公司變電運(yùn)維中心自主研制的創(chuàng)新成果，融合了可見光、紅外光與局部放電等多模態(tài)數(shù)據(jù)，可在風(fēng)沙、雨霧等各類環(huán)境下精準(zhǔn)診斷變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
搭載多模態(tài)傳感信息協(xié)同智能檢測終端的機(jī)器人自動(dòng)巡檢變電設(shè)備。張治林 攝
長期以來，變電設(shè)備狀態(tài)檢測主要依賴人工。隨著濟(jì)南供電公司供區(qū)變電設(shè)備數(shù)量的逐年增加，人工巡檢任務(wù)較重。沙塵霧霾、霜雪雨霧等惡劣天氣還可能影響可見光圖像、紅外熱圖等的清晰度，存在一定的誤判風(fēng)險(xiǎn)。
為了進(jìn)一步提升變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測質(zhì)效，2022年年初，濟(jì)南供電公司變電運(yùn)維中心組建項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)開展技術(shù)創(chuàng)新。隊(duì)員們研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的變電設(shè)備狀態(tài)檢測方式依賴單一傳感器診斷，難以有效提升變電設(shè)備的異常診斷率。經(jīng)過上百次的調(diào)整與測試，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)融合多種獨(dú)立傳感器能顯著提高診斷準(zhǔn)確率。此后3年時(shí)間，研發(fā)團(tuán)隊(duì)順利研制出了多模態(tài)傳感信息協(xié)同智能感知終端。這種終端通過內(nèi)置的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合診斷模型實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)傳感數(shù)據(jù)的協(xié)同感知。該終端由多種傳感器、邊緣計(jì)算模塊等部分組成，具備可見光、紅外、局部放電信號感知功能，支持手持作業(yè)、固定點(diǎn)位監(jiān)控及無縫搭載巡檢機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)對變電站關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的立體化、無死角監(jiān)控。
如何讓終端在各種運(yùn)行環(huán)境下保證檢測精度?這是研發(fā)團(tuán)隊(duì)遇到的又一難題。為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)、中國電力科學(xué)研究院自動(dòng)化所等高校和科研機(jī)構(gòu)，攻關(guān)復(fù)雜環(huán)境下傳感數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)。他們將共同開發(fā)的可見光圖像去噪與識別算法、紅外圖像配準(zhǔn)與增強(qiáng)算法，以及局部放電降噪與精準(zhǔn)定位算法集成至多模態(tài)傳感信息協(xié)同智能感知終端的信號處理單元中，顯著提升了惡劣天氣下高清攝像頭對變電設(shè)備外觀狀態(tài)(如破損、異物附著、油位指示等)的自動(dòng)識別能力，實(shí)現(xiàn)了變電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)提取、熱異常分析、缺陷識別及定位，還能有效識別并濾除環(huán)境電磁干擾，精準(zhǔn)捕捉來自變電設(shè)備內(nèi)部的絕緣劣化細(xì)微征兆。
截至目前，借助多模態(tài)傳感信息協(xié)同智能檢測終端，濟(jì)南供電公司運(yùn)維人員已累計(jì)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處置供區(qū)變電站內(nèi)多處設(shè)備隱患。該成果獲得第50屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)。(張治林 馬云飛)
評論