井下配电室智能探测机器人

1、项目背景

煤矿安全问题一直是所有煤矿中必须要解决的主要问题之一，大型煤矿的井下变电所（站）作为煤矿电力配置核心，其安全问题尤为重要，变电所（站）内部配置的供配电电缆、电气设备、消防管道等设施的正常安全运行直接关系到整个煤矿的生产安全。目前的井下变电所（站）为了达到安全监控的目的，大多配备视频监控设施以及温度传感器，视频监控设施一般为固定式监控设施，其监控死角多，无法对井下每一处地方尤其是狭窄地带或遮挡区域进行有效监控，同时温度传感器也无法布置在井下的每个角落，所以整体的监测系统无法做到全方位的监测以及预警，且监控系统仅提供监控图像，无法进行智能化分析，依赖人工对监控图像进行分析，智能化程度不高。

为了提高井下变电所（站）的智能化程度以及完成火灾预警、监测、定位及扑救目的，针对性的提出井下配电室智能探测机器人设计方案，集图像监控智能化处理、火灾极早期预警（可选）、火点定位及气体监测等功能于一体，自动完成井下变电所（站）的日常巡检，有效预防井下变电所（站）安全事故，减轻运维人员的工作负担，减少井下变电所（站）事故人员伤亡。

1.1、项目需求

（1）井下变电所（站）传统火灾自动报警系统以温度监测为主，常在火灾发展到明火阶段时触发报警信号，难以做到火灾极早期预警，容易造成安全事故。

（2）井下变电所（站）的温度传感器以点为主，探测范围有限，无法全面覆盖，且受布朗效应影响，无法直接测量非接触物体表面温度，导致部分区域无法及时做到温度监测以及火灾预警；

（3）井下变电所（站）视频监控覆盖面过小，视野易被遮挡，无法实现监测区域全方位实时监控，存在监控死角；

（4）井下变电所（站）以传统视频监控为主，无法自动识别、定位火源，需要人工巡检监测分析；

（5）井下视频监控、温度探测、危险气体探测等由多个厂家提供设施设备，设施设备无法实现有效联动，导致监控、探测、灭火效率不高，容易造成次生灾害。

2.1、方案综述

针对上述问题，拟采用轨道机器人对井下变电所（站）内供配电电缆、电气设备、环境危险气体含量等目标进行温度、可见光图像、气体浓度、声音等参量综合监测，智能分析处理，实现极早期火灾预警及定位。井下配电室智能探测机器人系统由机器人本体、轨道平台、通信平台、定位模块、后台监控平台及其他搭载模块组成。机器人可不间断地对设备进行反复巡检，并实现对设备状态的连续、动态采集，弥补了固定式、离散式在线监测系统的以下不足：

（1）难以实现对设备情况完全覆盖；

（2）当发生紧急情况时无法将现场情况第一时间全面准确地反馈到监控中心;

井下配电室智能探测机器人可内置极早期火灾预警技术（可选），可提前对即将有可能发生的火灾进行预警，避免火灾发生造成不必要损失以及人员伤亡，通过机器人携带的多种监测传感器完成对供配电电缆和室内环境温度等信息的采集。同时将信息实时传送至上位机分析处理，以便工作人员及时了解设备状态，可提高设备利用率2%~10%、节约检修费用25%~30%、延长设备使用寿命10%~15%。