2021年QGDW变电站智能机器人巡检系统关键技术标准规范第部分

Q/GDW11513.1—变电站智能机器人巡检系统技术第1部分：变电站智能巡检机器人Technicalspecificationforintelligentrobotinspectionsysteminsubstation¬—Part1:Intelligentrobotforsubstationinspection-11-25公布-11-25实施国家电网企业发布ICS25.040.30Q/GDW国家电网公司企业Q/GDW11513.1—I前言为规范变电站智能巡检机器人功效要求和性能指标，愈加好指导和推进变电站智能机器人巡检系统在企业系统实用化应用，制订本部分。《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》标准第1部分。本部分由国家电网企业运维检修部提出并解释。本部分由国家电网企业科技部归口。本部分起草单位：国网山东省电力企业。本部分关键起草人：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。本部分为首次公布。本部分在实施过程中意见或提议反馈至国家电网企业科技部。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范围本部分要求了变电站智能巡检机器人分类和组成、技术要求、检验和标志、包装、运输、贮存。本部分适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应用是必不可少。通常注日期引用文件，仅所注日期版本适适用于本文件。通常不注日期引用文件，其最新版本（包含全部修改单）适适用于本文件。GB/T5170.13电工电子产品环境试验设备基础参数检定方法振动（正弦）试验用机械振动台GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验DL/T664-带电设备红外诊疗技术应用规范DL/T860变电站通信网络和系统3术语和定义下列术语和定义适适用于本文件。3.1变电站智能巡检机器人intelligentrobotforthesubstationinspecting由移动载体、通信设备和检测设备等组成，采取遥控或全自主运行模式，用于变电站设备巡检作业移动巡检装置（以下简称机器人）。3.2变电站智能机器人巡检系统intelligentrobotinspectionsysteminsubstation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。3.3变电站智能机器人监控系统intelligentrobotmonitoringsysteminsubstation由变电站智能机器人当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计算机系统（以下简称监控系统）。3.4变电站智能机器人当地监控系统intelligentrobotlocalmonitoringsysteminsubstation由监控主机、通信设备、监控分析软件和数据库等组成，安装于变电站当地用于监控变电站智能巡检机器人运行计算机系统（以下简称当地监控系统）。3.5变电站智能机器人远程监控系统intelligentrobotremotemonitoringsysteminsubstation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计算机系统（以下简称远程监控系统）。3.6机器人室robotroom变电站智能巡检机器人完成自主充电场所。3.7环境信息采集系统ambientinformationacquisitionsystem由变电站温度传感器、湿度传感器和风速传感器等环境信息采集终端组成系统。3.8机器人通信基站robotcommunicationbasestation用于变电站智能巡检机器人和当地监控系统间数据通信网络设备。4分类和组成4.1变电站智能机器人巡检系统组成变电站智能机器人巡检系统组成配置应满足表1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●当地监控系统●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：●表示必需配置系统组件，○表示可选配系统组件。4.2变电站智能巡检机器人分类4.2.1按使用方法分类分为：a)单站使用型：每站配置一台机器人；b)集中使用型：多个变电站经过轮转方法集中使用一台机器人。4.2.2按导航方法分类分为：有轨导航：需用磁条对机器人进行导航；无轨导航：无需用磁条对机器人进行导航。5技术要求5.1使用条件5.1.1正常环境要求在以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。5.1.2特殊环境要求严于上述环境要求，应另行提出。5.2结构及外观要求5.2.1整机外观结构5.2.1.1整机外观整齐，连接线应固定牢靠，布局合理，不外露。5.2.1.2整机结构坚固，全部连接件、紧固件应有防松方法。5.2.1.3电机、支架等可更换部件应有一一对应显著标识，以指示是否正确安装。5.2.2外壳表面5.2.2.1外壳表面应有保护涂层或防腐设计。5.2.2.2外壳表面应光洁、均匀,不应有伤痕、毛刺等其它缺点，标识清楚。5.2.2.3外壳防护等级应满足IP55。5.2.3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，并用醒目标颜色和标志加以区分。5.2.4机器人重量机器人重量不超出100kg。5.3电磁兼容要求5.3.1静电放电抗扰度机器人应能承受GB/T17626.2第5章要求严酷等级为4级静电放电抗扰度试验。5.3.2射频电磁场辐射抗扰度机器人应能承受GB/T17626.3第5章要求严酷等级为2级射频电磁场辐射抗扰度试验。5.3.3工频磁场抗扰度机器人应能承受GB/T17626.8第5章要求严酷等级为4级工频磁场抗扰度试验。5.4机械振动性能要求机器人应能承受GB/T5170.13要求振动耐久试验。5.5巡检功效要求5.5.1可见光检测5.5.1.1机器人应配置可见光摄像机，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当地监控系统。5.5.1.2可见光摄像机上传视频分辨率大于高清1080P。5.5.1.3可见光最小光学变焦倍数30倍对有读数表盘及油位标识误差小于5%。5.5.2红外检测5.5.2.1机器人应配置热红外成像仪，能够对一次设备本体、导线和接头温度进行采集，并能将红外图像及温度数据实时上传至当地监控系统。5.5.2.2红外摄像头含有自动对焦功效，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、含有热成像图数据。5.5.2.3测温精度应控制在±2℃或±2%。5.5.3噪声检测机器人应配置音频采集设备，能够采集设备噪声，并能够实时上传至当地监控系统。5.6运动性能要求5.6.1自主导航定位机器人自动导航定位反复定位误差小于±10mm。5.6.2防碰撞功效机器人应含有防碰撞功效，在自主行走过程中正面碰到障碍物（高150mmX宽100mm）应立即停止或绕行，对于停止机器人，障碍物移除后应能恢复行走。一旦发生碰撞，机器人应能够立即停止并发出报警，不会造成损坏。5.6.3防跌落功效机器人在移动过程中，碰到沟槽、下落台阶等情况时，能够立即停止并报警。5.6.4越障能力机器人应含有越障能力，越障高度不低于50mm。5.6.5涉水能力含有涉水功效，最小涉水深度为100mm。5.6.6爬坡能力爬坡能力应大于15°。5.6.7转弯半径最小转弯直径应小于其本身长度2倍。5.6.8续航能力电池供电一次充电续航能力大于5h，续航时间内，机器人应稳定、可靠工作。5.6.9充电能力电池完成一次充电应小于5h。电池完全充放电次数不少于500次，电池容量大于80%。5.6.10最大速度在水平地面上最大速度应大于1m/s。5.6.11制动距离在1m/s运动速度下，制动距离应小于0.5m。5.6.12云台性能要求5.6.12.1垂直范围0°～+90°。5.6.12.2水平范围±180°。5.7自动充电功效机器人含有自主充电功效，巡检任务完成后或电池电量不足时能够自动返回充电。5.8双向语音对讲功效机器人应配置音视频采集和语音播放设备，可和当地监控系统实现音视频实时传输。5.9机器人自检机器人应含有自检功效。自检内容应包含电源、驱动、通信和检测模块等部件工作状态，发生异常时应就地指示，并能上传信息。5.10通信性能要求5.10.1变电站智能巡检机器人最大遥控距离应大于1km，工作应可靠。5.10.2两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。5.10.3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图像、语音、数据等信息并进行处理。5.11智能报警功效5.11.1机器人异常报警应包含电池电源异常、驱动异常、检测功效异常、信号传输异常。5.11.2被检设备异常报警应包含过热、三相温差异常、各类表计读数异常、设备分合状态异常等。5.12环境信息采集变电站智能机器人巡检系统应含有环境温度、湿度和风速采集功效。5.13巡检汇报巡检数据应能自动形成巡检汇报，红外巡检部分应满足DL/T664-中附录I要求。5.14系统互联应遵照DL/T860和国家电网企业相关企业标准，提供和变电站监控系统、智能辅助控制系统、设备（资产）运维精益管理（PMS）等系统接口。5.15机器人室接地机器人室应有显著接地点并和变电站主接地网有效连接。5.16夜间和雨天巡视功效机器人应配置照明设备和雨刷器，满足夜间巡视和雨天巡视要求。5.17状态指示功效机器人应含有状态指示功效。可指示机器人巡检作业时工作状态、充电状态及报警状态。5.18电源适应性要求5.18.1机器人宜采取锂电池供电。5.18.2直流许可幅值偏差：额定电压值±20%。5.18.3220V交流电源电压，许可幅值偏差±10%。5.19机器人转运集中使用型机器人应有专用转运辅助工具，单人能够完成机器人转运步骤操作。6检验6.1检验分类检验分型式试验和出厂检验。6.2型式试验型式试验应该是制造厂家将装置送交含有资质检测单位，由检测单位依据试验条目完成检验，检验项目表2中要求检验项目逐一进行，并出具型式检验汇报。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)出产检验结果和型式试验有较大差异时；f)国家技术监督机构或其委托技术检验部门提出型式试验要求时；g)要求进行型式试验时。6.3出厂检验每台机器人出厂前，必需由制造厂检验部门进行出厂检验，检验项目逐一进行，全部检验合格后，附有合格证可许可出厂。6.4检验项目应按本标准表2中要求实施。注：●表示要求必需做项目；○表示要求可不做项目。6.5试验方法参考Q/GDW11514-相关试验方法进行。7标志、包装、运输、贮存7.1标志7.1.1每台装置必需有清楚铭牌，包含但不限于以下内容：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。7.1.2包装箱上应包含但不限于以下标识：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。7.2包装7.2.1产品包装前检验产品包装前检验应包含以下内容：产品合格证、产品说明书、出厂检测汇报、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。7.2.2包装通常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、防振等方法。7.3运输产品应适适用于陆运、空运、水（海）运，运输装卸根据包装箱上标准进行操作。7.4贮存包装好机器人应存贮在防雨避光室内，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘雨雪侵蚀。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《相关下达企业第一批关键推广新技术相关标准制修订通知》（国家电网科[年]1296号）要求编写。早期变电站智能机器人巡检系统组成、功效展示、技术指标等存在差异，有必需制订一部相关变电站智能巡检机器人技术标准进行规范、指导变电站智能机器人巡检系统研发、制造、安全巡检及规范检测。本部分编制关键目标是规范变电站智能巡检机器人功效要求和性能指标。2编制关键标准本部分关键依据以下标准编制：以现有国家电网企业应用变电站智能巡检机器人功效和性能为基础，结合国家电网企业变电站巡检需求，考虑变电站智能巡检机器人技术发展和应用需求进行编制；b)适适用于国家电网企业变电站巡检工作，保障变电站智能巡检机器人工作效率、效果和安全；c)标准编制工作以理论结合实际为标准，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”，为使名称和内容愈加匹配，经编写组和教授约定，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和其它标准文件关系本部分和相关技术领域国家现行法律、法规和政策保持一致。本部分不包含专利、软件著作权等知识产权使用问题。4关键工作过程8月，依据国家电网企业运检部要求，成立标准编写组，关键由国网山东省电力企业负责。10月28日，在济南召开了第一次讨论会，讨论了初稿内容，制订了指导意见关键框架，制订主框架根据三部分编写。11月28日，在济南召开了第二次次讨论会，修改了关键框架，按技术标准要求方法修改编写。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，依据国家电网企业最新要求，对系统各项功效要求进行了更新。9月23日，在烟台召开了第一次教授评审会，对该标准中各项内容广泛征求了意见。10月13日，在济南进行了封闭修订，针对烟台评审会教授所提提议对标准深入修订。5月10日至5月13日，在济南对标准进行了深入修改，满足送审条件，形成送审稿。6月，国家电网企业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。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部分要求了变电站智能巡检机器人分类和组成、技术要求、检验和标志、包装、运输、贮存。第2部分要求了变电站智能机器人监控系统分类和组成、技术要求、检验、标志、包装、运输和贮存。本部分为《变电站智能机器人巡检系统技术规范》标准第1部分。本部分根据《国家电网企业技术标准管理措施》（国家电网企管[]455号文）要求编写。本部分关键结构及内容以下：本部分专题章分为4章，分类和组成、技术要求、检验和标志、包装、运输、贮存组成。本部分对变电站智能巡检机器人性能、功效和其它要求做了要求，最终对标志、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研发、制造、安全巡检及规范检测。6条文说明无。