1.6.1 “三防”设计
机器人外壳采用静电喷涂工艺，具有防腐蚀、防水、防氧化三防功能，机器人内部传感、控制均采用模块化设计，标准化生产。机器人采用一体化结构设计，具有防水、防尘功能。整机满足GB 4208中IP54的设计要求，最大涉水深度大于10 cm。
1.6.2 防风设计
机器人采用四轮驱动底盘结构，设备重心低，有利于机器人在地面上稳定运行。机器人本体结构紧凑设计和密封性高，具备抵抗10级风能力。
1.6.3 电磁兼容设计
机器人电子元器件，电源、通信等模块采用屏蔽、隔离处理，关键信号通过阻抗匹配设计、各设备模块采用等电势共地设计，输入输出接口的滤波和保护设计等技术确保各模块的信号完整性、安全和可靠性。
1.6.4 防振动设计
机器人在变电站巡检过程中，由于受路面环境的影响，不可避免地会有一定程度的振动，针对可能出现的固定螺丝松动、部件断裂等问题，采取以下防振措施：(1)对所有紧固件增加弹垫、齿形垫圈、涂加螺纹胶及采用防松螺母等设计提高螺栓螺钉紧固效果及紧固强度;(2)对部件断裂部分优化设计提高部件强度;(3)增加防护套、减振弹簧等措施，减缓外力对管路连接部位的作用。
1.6.5 温度适应性设计
为保证在炎热或寒冷环境下正常工作和长期储藏，机器人所有部件和元器件均选用宽温度范围的工业级产品;在云台护罩内安装排热风扇和加温板，可自动对护罩内环境进行排热或加温，有利于护罩内可见光相机和红外探测器在不同温度环境下正常工作。机器人工作环境温度为–25 ℃~+55 ℃，存储环境温度为–30 ℃~+65 ℃，工作和存储环境相对湿度为5%~95%(无冷凝水)。
2 变电站机器人巡检工程实施
2.1 变电站现场勘查
变电站机器人巡检工程实施的现场勘查阶段分为以下几个步骤：(1)根据站内设备分布、特征物和巡检便利性等信息选取充电房最优安装位置;(2)根据变电站建筑物实际情况选择无线通信设施安装位置;(3)视道路连通性、台阶高度等决定道路是否需要改造;(4)根据站内设备布置情况，初步确定巡检路线。
2.2 巡检设备安装
2.2.1 充电房安装
机器人充电房内设有自动充电装置，配有能够自动开启和关闭的门禁系统。充电房外形尺寸2.0 m (宽)×2.5 m (长)×2.8 m (高)，采用一体化箱式结构，安装在变电站高压设备区的空地上，所在位置比站内主干道高，修筑的地基自然放坡与站内道路相连。充电房选址原则：(1)靠近主控室，基建和调试方便;(2)选择平整地面，避免坑洼明显地带;(3)不宜过于远离巡检区域。
2.2.2 无线网桥和气象传感器安装
无线网桥和微气象传感器是机器人巡检辅助设备，分别承担着无线通信和气象监测功能，二者均采用户外使用的环境设计，防护等级达到IP55，为便于与后台监控设备进行有线连接，将无线网桥和气象传感器安装在站内主控楼顶层，电源及数据线沿墙壁套管走线，连接至监控后台。
2.2.3 监控后台安装
监控后台由计算机、路由器、鼠标、键盘、扩音器和麦克风等组成。计算机和无线网桥连接至路由器上，路由器可连接至运行单位局域网。
2.3 巡检规划
2.3.1 巡检线路规划
技术人员根据待巡检设备分布位置、巡检道路情况，以充电房为起点进行站内巡检路线的规划，实现巡检路径最优的方案规划。
2.3.2 巡检地图构建
巡检地图通过机器人本体行走，借助后台控制软件自动生成，不需要改动变电站内部环境，不需改动变电站路面，不影响变电站设备设施正常运行。变电站巡检地图构建步骤如下。
(1)选择地图原点：原点选取一般靠近充电房。
(2)初始化激光雷达设备：开启机器人激光雷达传感器传输功能，完成激光雷达初始化。
(3)采集地图构建数据：遥控机器人按照规划的巡检线路，绕整个变电站中行走一圈，机器人自动记录所有设备以及建筑物地理信息，进而完成整个地图构建数据的采集。
(4)自动生成地图：完成地图构建数据采集后，开启地图生成程序，自动生成变电站巡检地图。
(5)设定巡检点与巡检路线：地图构建完成后，根据变电站巡检设备类型及数量，设定巡检点，并优化巡检路线。
(6)巡检测试：按照标定完成的最优路线，对变电站设备的巡检点进行测试，查找遗漏，调整巡检路线，保证设备巡检点的全覆盖。
机器人巡检流程如图7所示。
2.4 巡检应用
2.4.1 220 kV清远站应用
2015年12月完成机器人充电房、无线网桥和监控后台在220 kV清远站的布置，2016年1月机器人开始进行激光导航地图扫描、巡检地图制作及巡检任务点采集，4月完成巡检应用。经过4个月的现场调试应用，完成了机器人部署和任务点采集，随后执行全站巡检调试。巡检任务包含主变区域、220 kV区域、110 kV区域的2 490个巡检任务点，覆盖率达94.1%。巡检任务点分布如图8所示。
2.4.2 500 kV五邑站应用
2016年9月完成机器人充电房、无线网桥和监控后台的布置，10月完成站内主变和500 kV区域的巡检部署并开展巡检。经过2周的现场调试，解决了机器人在500 kV区域强电磁场环境下的通信干扰问题，机器人在全部500 kV区域均可与后台系统可靠通信。同时完成了主变和500 kV第一串区域部署和任务点采集，随后执行部署区域巡检。巡检任务包含64个可见光巡检任务点、273个红外巡检任务点和10个高清辅助观测点。高清辅助观测点包含开关控制箱、主变等设备外观图像。
