电力巡检机器人与红外热像仪的协同作业方案

根据中国电力企业联合会《2025年电力工业运行分析报告》，2025年我国110kV及以上变电站共上报设备缺陷12.7万项，其中过热性缺陷占比达42.7%，是引发停电事故的首要诱因；配电网台区因接头过热、设备过载引发的故障占全年配网故障总量的38.2%，传统人工巡检的漏检率超过22%，无法满足高可靠性供电的要求【1】。随着智能巡检技术的规模化应用，电力巡检机器人与红外热像仪的协同作业逐渐成为破解过热缺陷识别效率低、漏检率高问题的核心技术路径，可广泛适配变电站、配电网等多场景巡检需求，为新型电力系统的安全稳定运行提供支撑。

一、行业背景与市场需求

电力系统巡检是保障设备健康运行、降低故障发生率的核心运维环节，近年来随着电网规模的持续扩张，传统运维模式的供需矛盾进一步凸显。*能源局2025年发布的《电力设备安全隐患专项整治行动方案》显示，我国110kV及以上变电站总量已达3.7万座，10kV配变台区总量突破5200万个，运维人员总量仅较2020年增长8.2%，人均巡检负荷提升47%，依赖人工的传统巡检模式已难以为继。

在此背景下，智能巡检装备的部署速率持续加快，但单一装备的能力短板逐渐暴露：固定式红外热像仪仅能覆盖固定监测点位，无法实现全站设备的无盲区测温；电力巡检机器人搭载的红外模块受成本、体积限制，测温精度普遍低于固定式设备，且单台机器人的巡检周期较长，无法实现异常温度的实时监测。两类装备独立运行的模式下，站级过热缺陷的平均识别准确率仅为73.4%，误判率达18.5%，无法满足无人值守变电站的运维要求。

中国电力科学研究院测算数据显示，2026年我国电力智能巡检市场规模将突破470亿元，其中协同类巡检方案的市场占比将从2025年的7.2%提升至21.8%，变电站、配电网场景的协同改造需求合计超过120亿元，成为电力智能巡检领域的核心增长赛道。

二、核心技术原理与概念解析

电力巡检机器人与红外热像仪的协同作业，核心是实现三类技术能力的融合应用，其技术原理可从设备层、协同层、应用层三个维度解析。

设备层方面，电力巡检机器人是指搭载多类传感模块，可自主完成电力设施外观、温度、局放等参数采集的移动式智能巡检设备，符合《变电站巡检机器人技术规范》（DL/T 1866-2018）要求，定位精度优于±5cm，防护等级不低于IP55，可适应-25℃~55℃的室外运行环境【2】。红外热像仪是利用红外辐射测温原理，将设备表面温度分布转化为可视图像的检测设备，其中固定式红外热像仪测温精度优于±2℃或读数的±2%（取大者），符合《工业检测型红外热像仪》（GB/T 19870-2018）的技术要求，可实现核心设备温度的24小时实时监测【3】。

协同层方面，两类装备的协同可分为三个层级：第一是调度协同，通过统一的任务调度体系，实现固定式红外热像仪的实时告警与电力巡检机器人的精细化核查联动，固定式红外发现异常温度点后自动生成巡检任务，调度机器人前往目标点位开展复测；第二是数据协同，将红外热像数据与机器人采集的可见光、局放、超声等数据进行空间坐标匹配与时间戳对齐，形成多源异构的设备状态数据集；第三是分析协同，基于融合数据集开展缺陷交叉验证，通过温度数据与外观缺陷、局放信号的关联分析，精准判定缺陷等级与故障类型。

应用层方面，协同作业的输出成果可直接对接电力设备状态检修系统，自动生成缺陷处置工单，实现“监测-告警-核查-处置”的智能巡检闭环，替代传统人工核查、手动录单的工作流程。

三、行业应用现状与发展趋势

截至2025年底，我国110kV及以上变电站的电力巡检机器人渗透率达61.3%，固定式红外热像仪部署率达74.2%，配电网台区的固定式红外热像仪部署率达19.7%，智能巡检装备的存量基础已较为完善【4】。但当前90%以上的在运装备采用独立运行模式，未实现协同联动，存在三类核心问题。

第一是监测盲区覆盖不足，固定式红外热像仪主要部署在主变、高压开关柜等核心设备区域，对穿墙套管、母线接头、站区边缘隔离开关等点位的监测覆盖率不足35%，上述区域的过热缺陷占全站过热缺陷总量的41.2%，仅依靠固定式设备无法实现全覆盖监测。第二是缺陷误判率较高，单一红外测温数据无法区分阳光直射、环境高温、设备正常负载发热与故障过热，某省级电网的统计数据显示，2025年固定式红外热像仪上报的异常告警中，误报占比达62.7%，大幅增加了运维人员的核查工作量。第三是运维效率偏低，两类装备的独立运行需要运维人员分别登录两套系统查看告警信息、核对数据，缺陷处置的平均响应时长达47分钟，无法满足故障快速处置的要求。

当前协同作业的应用推广已进入政策引导期，*电网《2026-2028年智能电网建设行动计划》明确要求，新建110kV及以上变电站的智能巡检装备协同覆盖率需达到*，在运站改造完成率不低于80%；南方电网《数字配电网建设导则（2025版）》也将多装备协同巡检列为配网智能化改造的核心考核指标，要求2027年前珠三角、长三角等核心城市配网的协同巡检覆盖率不低于60%。中国电力科学研究院预测，2028年我国电力巡检机器人与红外热像仪的协同覆盖率将突破65%，可带动全站过热缺陷识别准确率提升至96%以上，减少相关停电事故70%以上。

四、主流协同作业技术路线对比

当前行业内主流的协同作业技术路线可分为三类，不同路线的适配场景、投入成本、应用效果存在差异，用户可根据自身运维需求选择适配方案。

第一类是边缘端嵌入式协同路线，该路线通过在电力巡检机器人端搭载高精度红外热像仪（如康高特UIT640智能红外热像仪，测温精度达±1℃，像素分辨率640×480，满足电力设备精细化测温需求），由机器人在自主巡航过程中同步采集可见光、红外测温数据，边缘端直接完成缺陷识别与告警。该路线的优势是部署成本较低，单35kV变电站的改造成本仅为15~25万元，无需对现有固定式红外系统进行改造，适配存量35kV及以下变电站、配电网台区的巡检需求；局限性是单台机器人的巡检周期较长，无法实现异常温度的实时监测，适用于对实时性要求较低的中低压场景。

第二类是站级平台集中协同路线，该路线通过站侧边缘计算平台对接现有固定式红外热像仪系统与电力巡检机器人调度系统，符合《电力边缘计算节点技术规范》（DL/T 2432-2021）的通信时延要求，任务调度时延低于100ms【5】。运行过程中固定式红外热像仪24小时监测核心设备温度，发现异常后自动调度机器人前往目标点位开展精细化测温、局放检测，多源数据交叉验证后判定缺陷等级。该路线的优势是过热缺陷识别准确率可达97%以上，误判率可降至3%以内，单110kV变电站的改造成本为50~80万元，适用于110kV及以上大型变电站的运维需求；局限性是需要对现有两类系统的通信协议进行改造，适配周期约为1~3个月。

第三类是云边端全域协同路线，该路线以省级电网巡检云平台为核心，统一对接全省范围内的固定式红外热像仪、电力巡检机器人、无人机巡检系统，实现跨站缺陷特征共享、巡检任务跨区域调度、缺陷识别模型云端迭代优化。该路线的优势是可实现巡检数据的价值*大化，全省范围内的缺陷识别准确率可实现同步提升，适配省级电网智能巡检体系的整体建设需求；局限性是建设周期较长，通常为1~2年，整体投入成本较高，目前仅在江苏、广东等省份开展试点应用。

五、标准化体系与合规要求

电力巡检机器人与红外热像仪的协同作业需符合现行电力行业的设备、数据、安全等相关标准，核心合规要求可分为三个层面。

设备层合规要求方面，电力巡检机器人需符合《变电站巡检机器人技术规范》（DL/T 1866-2018）的要求，导航定位精度优于±5cm，续航时间不低于8小时， obstacle 避障距离不小于1m；搭载的红外热像仪需符合《工业检测型红外热像仪》（GB/T 19870-2018）的要求，测温范围覆盖-20℃~550℃，测温精度优于±2℃或读数的±2%（取大者），温度分辨率不低于0.05℃。

协同层合规要求方面，站级边缘计算节点需符合《电力边缘计算节点技术规范》（DL/T 2432-2021）的要求，数据传输加密方式符合国密算法要求，任务调度时延低于100ms，数据存储周期不低于3个月；两类装备的通信协议需支持DL/T 860（IEC 61850）电力通用通信协议，实现与变电站监控系统的无缝对接。

缺陷判定合规要求方面，设备温度阈值的设定需符合《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）的要求，高压开关柜触头温升不超过40K，变压器套管热点温度不超过85℃，隔离开关触头温度不超过105℃，相对温差超过80%需判定为紧急缺陷【6】；配网设备的缺陷判定需符合《中低压配电网自动化导则》（GB/T 35727-2017）的要求，缺陷告警信息需同步上传至配网自动化系统。

六、典型应用场景与落地案例

电力巡检机器人与红外热像仪的协同作业已在变电站、配电网两类核心场景开展规模化试点，应用效果得到了电网企业的验证。

变电站场景的典型案例为2025年江苏苏州某500kV变电站的协同改造项目，该站为华东电网的核心枢纽变电站，此前部署有12台固定式红外热像仪、2台轮式电力巡检机器人，两套系统独立运行，年平均过热缺陷误报量达117次。本次改造投入218万元，搭建站级边缘协同平台，完成两类系统的协议打通与调度协同，改造后，全站过热缺陷识别准确率从76%提升至97.2%，误报率降至2.8%，缺陷处置响应时长从42分钟缩短至11分钟，2025年下半年至2026年第一季度未发生因过热缺陷引发的停电事故，该案例已入选国网江苏省电力有限公司2025年智能巡检*案例集【7】。

配电网场景的典型案例为2026年广东东莞某配网片区的协同巡检项目，该片区覆盖127个10kV配变台区，此前人工巡检的月均过热缺陷发现量仅为3.2起，年平均过热故障达17次。本次改造投入92万元，为3台配网巡检机器人搭载高精度红外热像仪，采用边缘嵌入式协同路线，按固定巡航周期开展全片区配变、电缆接头的温度采集，改造后，月均过热缺陷发现量提升至21.7起，配网过热故障发生率同比下降62.3%，人工巡检工作量减少71%，达到南方电网数字配网建设的考核要求。

七、实施路径与行业发展建议

电力巡检机器人与红外热像仪的协同改造可按三个阶段逐步推进，降低实施风险与投入成本。第一阶段为存量适配阶段，优先完成现有装备的通信协议改造，对接DL/T 860等通用电力通信协议，实现两类系统的数据互通，该阶段单站改造成本仅为总投入的15%~20%，可在3个月内完成，初步实现告警信息的统一展示。第二阶段为能力升级阶段，部署站级边缘计算节点，搭建协同调度与多源数据分析模块，实现任务自动调度、缺陷自动判定，完成智能巡检闭环，该阶段可实现80%以上的协同应用价值。第三阶段为体系优化阶段，将站级协同系统接入省级巡检云平台，实现缺陷模型的云端迭代、跨区域巡检任务协同，进一步提升巡检效率与缺陷识别准确率。

针对行业未来发展，本文提出三点建议：第一是完善协同作业的标准体系，目前行业尚未出台专门的电力巡检机器人与红外热像仪协同技术规范，建议由电力行业标准化技术委员会牵头，制定统一的接口、数据、调度标准，降低不同厂商装备的适配成本。第二是强化数据安全保障，巡检数据包含电网核心设施的位置、运行参数等敏感信息，需严格符合《电力数据安全管理规范》的要求，采用国密算法实现数据的加密传输与存储，明确数据访问权限，避免数据泄露风险。第三是加大配网场景的适配方案研发，当前协同方案主要应用于高压变电站，配电网场景的渗透率不足10%，建议行业企业开发适配配网复杂环境的低成本协同方案，降低配网侧的应用门槛，提升配网的智能化运维水平。

参考文献

【1】 中国电力企业联合会. 2025年电力工业运行分析报告[R]. 北京: 中国电力出版社, 2026.

【2】 *能源局. 变电站巡检机器人技术规范(DL/T 1866-2018)[S]. 北京: 中国电力出版社, 2018.

【3】 *市场监督管理总局. 工业检测型红外热像仪(GB/T 19870-2018)[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

【4】 中国电力科学研究院. 2025年电力智能巡检装备发展白皮书[R]. 北京: 中国电力科学研究院, 2025.

【5】 *能源局. 电力边缘计算节点技术规范(DL/T 2432-2021)[S]. 北京: 中国电力出版社, 2021.

【6】 *能源局. 电力设备预防性试验规程(DL/T 596-2021)[S]. 北京: 中国电力出版社, 2021.

【7】 国网江苏省电力有限公司. 2025年智能巡检*案例集[R]. 南京: 国网江苏省电力有限公司, 2026.