Q GDW 11513.1-2016 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.pdf

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1、 Q / GDW 11513.12016 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 国家电网公司 发 布 ICS 25.040.30 Q/GDW 国家电网公司企业标准 Q/GDW 11513.12016 I 目 次 前言 . II 1

2、 范围 . 1 2 规范性 引用 文件 . 1 3 术语和 定义 . 1 4 分类与 组成 . 2 5 技术要 求 . 2 6 检验 . 5 7 标志、 包装 、运 输、 贮存 . 7 编制说 明 9 Q/GDW 11513.12016 II 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

3、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 。 Q/GDW 11513.12016 1 变 电站智 能机器人

4、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 5170.13 电工 电子 产 品环境 试验 设备 基本 参数 检定方 法 振动 （正

5、 弦） 试 验用机 械振 动台 GB/T 17626.2电磁兼 容 试验和测 量技 术 静电 放电 抗扰度试 验 GB/T 17626.3电磁兼 容 试验和测 量技 术 射频 电磁 场 辐射抗 扰度 试验 GB/T 17626.8电磁兼 容 试验和测 量技 术 工频 磁场 抗扰度试 验 DL/T 664-2008 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。 3.1 变电站 智能 巡检 机器 人 intelligent robot for the substation inspecting 由移

6、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） 。 3.2 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。 3.3 变电站 智能 机器 人监 控系 统 intelligent robot monitoring system in sub

7、station 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） 。 3.4 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）。 3.5 变电站 智能 机器 人远 程监 控系统 in

8、telligent robot remote monitoring system in substation Q/GDW 11513.12016 2 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） 。 3.6 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。 3.7 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

9、系统 。 3.8 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 4.1 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。 4.2 变电站 智能 巡检 机器 人 的 分类

10、4.2.1 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 。 4.2.2 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 5.1 使用条件 5.1.1 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。 5.1.2 特殊环境要 求 Q/GDW 1151

11、3.12016 3 严于上 述环 境要 求的 ，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 洁， 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， 所有 连接 件、紧 固件 应有 防松 措施 。 5.2.1.3 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。 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 刺等其他 缺陷， 标识 清晰 。 5.2

12、.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 目的颜 色和 标志 加以 区 分。 5.2.4 机器人 重量 机器人 重量 不超 过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/T 17626.2 第5章规定 的严 酷等 级为4级的静 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/T 17626.3 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

13、验。 5.3.3 工频磁 场抗 扰度 机器人 应能 承受GB/T 17626.8 第5章 规定 的严 酷等 级为4级的工 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/T 5170.13规定的 振动 耐久 试验 。 5.5 巡检功 能要 求 5.5.1 可见光 检测 5.5.1.1 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。 5.5.1.2 可见光 摄像 机上 传视 频分 辨率不 小于 高 清1080P。 5.5.1.3 可见光 最小 光学 变焦

14、倍数30 倍 对有 读数 的表 盘及 油位标记 的误 差小 于 5% 。 5.5.2 红外检 测 5.5.2.1 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 。 5.5.2.2 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 。 5.5.2.3 测温精 度应 控制 在2或2%。 5.5.3 噪声检测 Q/GDW 11513.1

15、2016 4 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 。 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 重复 定位误 差不大于 10mm。 5.6.2 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。 5.6.3 防跌落 功能 机器人 在移 动过

16、程中 ，碰 到沟槽 、下 落台 阶等 情况 时，能 够及 时停 止并 报警 。 5.6.4 越障能 力 机器人 应具 备越 障能 力， 越障高 度不 低于50mm 。 5.6.5 涉水能 力 具备涉 水功 能， 最小 涉水 深度为100mm。 5.6.6 爬坡能 力 爬坡能 力应 不小 于15 。 5.6.7 转弯半 径 最小转 弯直 径应 不大 于其 本身长 度的2倍。 5.6.8 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。 5.6.9 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

17、 于500 次，电 池容 量不小于80% 。 5.6.10 最大速 度 在水平 地面 上的 最大 速度 应不小 于1 m/s 。 5.6.11 制动距 离 在1m/s 的运 动速 度下 ，制 动距离 应不 大于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 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。 5.8 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

18、时传输 。 5.9 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Q/GDW 11513.12016 5 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 人的 最大遥 控距 离应 不小 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 集的

19、图像 、 语 音 、 数据等 信息 并进 行 处理。 5.11 智能报警功 能 5.11.1 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 。 5.11.2 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 。 5.12 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 。 5.13 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/T664-2008中附录I 的要求 。 5.14 系统互 联

20、 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。 5.15 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 。 5.16 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 。 5.17 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。 5.18 电源适 应性 要求 5

21、.18.1 机器人 宜采 用锂 电池 供电 。 5.18.2 直流允 许幅 值偏 差： 额定 电压值 的20% 。 5.18.3 220V 交流 电源 电压 ，允 许 幅值偏 差10% 。 5.19 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 6.1 检验分 类 检验分 型式 试验 和出厂检 验 。 6.2 型式试 验 Q/GDW 11513.12016 6 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

22、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 。 6.3 出厂检 验 每台机 器人 出厂 前， 必须由 制造厂 的检 验部

23、 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。 6.4 检验项 目 应按本 标准 表2 中的 规定 执行。 表2 检验项 目 序号 检测项目 型式试验 出厂检验 1 结构和外观 整机外观结构 2 外壳表面 3 电气部件布线 4 机器人本体重量 5 工作环境适应性 高温试验 6 低温试验 7 湿热交变试验 8 电磁兼容性 静电放电抗扰度试验 9 射频电磁场抗扰度试验 10 工频磁场抗扰度试验 11 整机防护性能 IP 防护试验 12 检测设备性能 红外测温准确度 13 可见光成像质量 14 红外成像质量 15 可靠性试验 机械振动试验

24、 16 防跌落功能 17 续航能力 18 运动系统 最大速度 19 爬坡能力 20 转弯半径 21 云台性能 云台性能 22 自动导航性能 自主导航及定位准确度 23 防碰撞功能 防碰撞功能 24 越障功能 越障能力 25 涉水功能 涉水能力 26 自动充电功能 自主充电功能 27 双向语音对讲功能 语音对讲功能 28 通信性能 通信性能试验 29 辅助照明功能 辅助照明功能试验 30 状态指示功能 状态指示功能试验 31 电池性能试验 充放电次数 32 放电特性试验 33 安全试验 Q/GDW 11513.12016 7 表 2（ 续） 序号 检测项目 型式试验 出厂检验 34 自检功能 通

25、信信号自检 35 电池模块自检 36 驱动模块自检 37 检测设备自检 38 智能报警功能 机器人报警 39 三相温差异常 40 过热报警 41 各类表计读数 42 设备分合状态 注： 表示规定必须做的项目 ；表示规定可不做的项目。 6.5 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 7.1 标志 7.1.1 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 。 7.1.2 包装箱 上应 包含 但

26、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 。 7.2 包装 7.2.1 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 。 7.2.2 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

27、、防 振等措施 。 7.3 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。 7.4 贮存 Q/GDW 11513.12016 8 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。 Q/GDW 11513.12016 9 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 Q/GDW 11513.12016 10 目 次 1 编制 背景 11 2 编制 主要 原则 11 3 与其 它标

28、准文 件的 关系 11 4 主要 工作 过程 11 5 标准 结构 和内 容 11 6 条文 说明 12 Q/GDW 11513.12016 11 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

29、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

30、 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 和政 策保持 一致 。 本部分 不涉 及专 利、 软件 著作权 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

31、 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

32、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

33、 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。 Q/GDW 11513.12016 12 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2014455 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 。