根據中國電力企業聯合會《2025年電力工業運行分析報告》，2025年我國110kV及以上變電站共上報設備缺陷12.7萬項，其中過熱性缺陷占比達42.7%，是引發停電事故的首要誘因；配電網臺區因接頭過熱、設備過載引發的故障占全年配網故障總量的38.2%，傳統人工巡檢的漏檢率超過22%，無法滿足高可靠性供電的要求【1】。隨著智能巡檢技術的規模化應用，電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同作業逐漸成為破解過熱缺陷識別效率低、漏檢率高問題的核心技術路徑，可廣泛適配變電站、配電網等多場景巡檢需求，為新型電力系統的安全穩定運行提供支撐。

一、行業背景與市場需求

電力系統巡檢是保障設備健康運行、降低故障發生率的核心運維環節，近年來隨著電網規模的持續擴張，傳統運維模式的供需矛盾進一步凸顯。*能源局2025年發布的《電力設備安全隱患專項整治行動方案》顯示，我國110kV及以上變電站總量已達3.7萬座，10kV配變臺區總量突破5200萬個，運維人員總量僅較2020年增長8.2%，人均巡檢負荷提升47%，依賴人工的傳統巡檢模式已難以為繼。

在此背景下，智能巡檢裝備的部署速率持續加快，但單一裝備的能力短板逐漸暴露：固定式紅外熱像儀僅能覆蓋固定監測點位，無法實現全站設備的無盲區測溫；電力巡檢機器人搭載的紅外模塊受成本、體積限制，測溫精度普遍低于固定式設備，且單臺機器人的巡檢周期較長，無法實現異常溫度的實時監測。兩類裝備獨立運行的模式下，站級過熱缺陷的平均識別準確率僅為73.4%，誤判率達18.5%，無法滿足無人值守變電站的運維要求。

中國電力科學研究院測算數據顯示，2026年我國電力智能巡檢市場規模將突破470億元，其中協同類巡檢方案的市場占比將從2025年的7.2%提升至21.8%，變電站、配電網場景的協同改造需求合計超過120億元，成為電力智能巡檢領域的核心增長賽道。

二、核心技術原理與概念解析

電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同作業，核心是實現三類技術能力的融合應用，其技術原理可從設備層、協同層、應用層三個維度解析。

設備層方面，電力巡檢機器人是指搭載多類傳感模塊，可自主完成電力設施外觀、溫度、局放等參數采集的移動式智能巡檢設備，符合《變電站巡檢機器人技術規范》（DL/T 1866-2018）要求，定位精度優于±5cm，防護等級不低于IP55，可適應-25℃~55℃的室外運行環境【2】。紅外熱像儀是利用紅外輻射測溫原理，將設備表面溫度分布轉化為可視圖像的檢測設備，其中固定式紅外熱像儀測溫精度優于±2℃或讀數的±2%（取大者），符合《工業檢測型紅外熱像儀》（GB/T 19870-2018）的技術要求，可實現核心設備溫度的24小時實時監測【3】。

協同層方面，兩類裝備的協同可分為三個層級：第一是調度協同，通過統一的任務調度體系，實現固定式紅外熱像儀的實時告警與電力巡檢機器人的精細化核查聯動，固定式紅外發現異常溫度點后自動生成巡檢任務，調度機器人前往目標點位開展復測；第二是數據協同，將紅外熱像數據與機器人采集的可見光、局放、超聲等數據進行空間坐標匹配與時間戳對齊，形成多源異構的設備狀態數據集；第三是分析協同，基于融合數據集開展缺陷交叉驗證，通過溫度數據與外觀缺陷、局放信號的關聯分析，精準判定缺陷等級與故障類型。

應用層方面，協同作業的輸出成果可直接對接電力設備狀態檢修系統，自動生成缺陷處置工單，實現“監測-告警-核查-處置”的智能巡檢閉環，替代傳統人工核查、手動錄單的工作流程。

三、行業應用現狀與發展趨勢

截至2025年底，我國110kV及以上變電站的電力巡檢機器人滲透率達61.3%，固定式紅外熱像儀部署率達74.2%，配電網臺區的固定式紅外熱像儀部署率達19.7%，智能巡檢裝備的存量基礎已較為完善【4】。但當前90%以上的在運裝備采用獨立運行模式，未實現協同聯動，存在三類核心問題。

第一是監測盲區覆蓋不足，固定式紅外熱像儀主要部署在主變、高壓開關柜等核心設備區域，對穿墻套管、母線接頭、站區邊緣隔離開關等點位的監測覆蓋率不足35%，上述區域的過熱缺陷占全站過熱缺陷總量的41.2%，僅依靠固定式設備無法實現全覆蓋監測。第二是缺陷誤判率較高，單一紅外測溫數據無法區分陽光直射、環境高溫、設備正常負載發熱與故障過熱，某省級電網的統計數據顯示，2025年固定式紅外熱像儀上報的異常告警中，誤報占比達62.7%，大幅增加了運維人員的核查工作量。第三是運維效率偏低，兩類裝備的獨立運行需要運維人員分別登錄兩套系統查看告警信息、核對數據，缺陷處置的平均響應時長達47分鐘，無法滿足故障快速處置的要求。

當前協同作業的應用推廣已進入政策引導期，*電網《2026-2028年智能電網建設行動計劃》明確要求，新建110kV及以上變電站的智能巡檢裝備協同覆蓋率需達到*，在運站改造完成率不低于80%；南方電網《數字配電網建設導則（2025版）》也將多裝備協同巡檢列為配網智能化改造的核心考核指標，要求2027年前珠三角、長三角等核心城市配網的協同巡檢覆蓋率不低于60%。中國電力科學研究院預測，2028年我國電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同覆蓋率將突破65%，可帶動全站過熱缺陷識別準確率提升至96%以上，減少相關停電事故70%以上。

四、主流協同作業技術路線對比

當前行業內主流的協同作業技術路線可分為三類，不同路線的適配場景、投入成本、應用效果存在差異，用戶可根據自身運維需求選擇適配方案。

第一類是邊緣端嵌入式協同路線，該路線通過在電力巡檢機器人端搭載高精度紅外熱像儀（如康高特UIT640智能紅外熱像儀，測溫精度達±1℃，像素分辨率640×480，滿足電力設備精細化測溫需求），由機器人在自主巡航過程中同步采集可見光、紅外測溫數據，邊緣端直接完成缺陷識別與告警。該路線的優勢是部署成本較低，單35kV變電站的改造成本僅為15~25萬元，無需對現有固定式紅外系統進行改造，適配存量35kV及以下變電站、配電網臺區的巡檢需求；局限性是單臺機器人的巡檢周期較長，無法實現異常溫度的實時監測，適用于對實時性要求較低的中低壓場景。

第二類是站級平臺集中協同路線，該路線通過站側邊緣計算平臺對接現有固定式紅外熱像儀系統與電力巡檢機器人調度系統，符合《電力邊緣計算節點技術規范》（DL/T 2432-2021）的通信時延要求，任務調度時延低于100ms【5】。運行過程中固定式紅外熱像儀24小時監測核心設備溫度，發現異常后自動調度機器人前往目標點位開展精細化測溫、局放檢測，多源數據交叉驗證后判定缺陷等級。該路線的優勢是過熱缺陷識別準確率可達97%以上，誤判率可降至3%以內，單110kV變電站的改造成本為50~80萬元，適用于110kV及以上大型變電站的運維需求；局限性是需要對現有兩類系統的通信協議進行改造，適配周期約為1~3個月。

第三類是云邊端全域協同路線，該路線以省級電網巡檢云平臺為核心，統一對接全省范圍內的固定式紅外熱像儀、電力巡檢機器人、無人機巡檢系統，實現跨站缺陷特征共享、巡檢任務跨區域調度、缺陷識別模型云端迭代優化。該路線的優勢是可實現巡檢數據的價值*大化，全省范圍內的缺陷識別準確率可實現同步提升，適配省級電網智能巡檢體系的整體建設需求；局限性是建設周期較長，通常為1~2年，整體投入成本較高，目前僅在江蘇、廣東等省份開展試點應用。

五、標準化體系與合規要求

電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同作業需符合現行電力行業的設備、數據、安全等相關標準，核心合規要求可分為三個層面。

設備層合規要求方面，電力巡檢機器人需符合《變電站巡檢機器人技術規范》（DL/T 1866-2018）的要求，導航定位精度優于±5cm，續航時間不低于8小時， obstacle 避障距離不小于1m；搭載的紅外熱像儀需符合《工業檢測型紅外熱像儀》（GB/T 19870-2018）的要求，測溫范圍覆蓋-20℃~550℃，測溫精度優于±2℃或讀數的±2%（取大者），溫度分辨率不低于0.05℃。

協同層合規要求方面，站級邊緣計算節點需符合《電力邊緣計算節點技術規范》（DL/T 2432-2021）的要求，數據傳輸加密方式符合國密算法要求，任務調度時延低于100ms，數據存儲周期不低于3個月；兩類裝備的通信協議需支持DL/T 860（IEC 61850）電力通用通信協議，實現與變電站監控系統的無縫對接。

缺陷判定合規要求方面，設備溫度閾值的設定需符合《電力設備預防性試驗規程》（DL/T 596-2021）的要求，高壓開關柜觸頭溫升不超過40K，變壓器套管熱點溫度不超過85℃，隔離開關觸頭溫度不超過105℃，相對溫差超過80%需判定為緊急缺陷【6】；配網設備的缺陷判定需符合《中低壓配電網自動化導則》（GB/T 35727-2017）的要求，缺陷告警信息需同步上傳至配網自動化系統。

六、典型應用場景與落地案例

電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同作業已在變電站、配電網兩類核心場景開展規模化試點，應用效果得到了電網企業的驗證。

變電站場景的典型案例為2025年江蘇蘇州某500kV變電站的協同改造項目，該站為華東電網的核心樞紐變電站，此前部署有12臺固定式紅外熱像儀、2臺輪式電力巡檢機器人，兩套系統獨立運行，年平均過熱缺陷誤報量達117次。本次改造投入218萬元，搭建站級邊緣協同平臺，完成兩類系統的協議打通與調度協同，改造后，全站過熱缺陷識別準確率從76%提升至97.2%，誤報率降至2.8%，缺陷處置響應時長從42分鐘縮短至11分鐘，2025年下半年至2026年第一季度未發生因過熱缺陷引發的停電事故，該案例已入選國網江蘇省電力有限公司2025年智能巡檢*案例集【7】。

配電網場景的典型案例為2026年廣東東莞某配網片區的協同巡檢項目，該片區覆蓋127個10kV配變臺區，此前人工巡檢的月均過熱缺陷發現量僅為3.2起，年平均過熱故障達17次。本次改造投入92萬元，為3臺配網巡檢機器人搭載高精度紅外熱像儀，采用邊緣嵌入式協同路線，按固定巡航周期開展全片區配變、電纜接頭的溫度采集，改造后，月均過熱缺陷發現量提升至21.7起，配網過熱故障發生率同比下降62.3%，人工巡檢工作量減少71%，達到南方電網數字配網建設的考核要求。

七、實施路徑與行業發展建議

電力巡檢機器人與紅外熱像儀的協同改造可按三個階段逐步推進，降低實施風險與投入成本。第一階段為存量適配階段，優先完成現有裝備的通信協議改造，對接DL/T 860等通用電力通信協議，實現兩類系統的數據互通，該階段單站改造成本僅為總投入的15%~20%，可在3個月內完成，初步實現告警信息的統一展示。第二階段為能力升級階段，部署站級邊緣計算節點，搭建協同調度與多源數據分析模塊，實現任務自動調度、缺陷自動判定，完成智能巡檢閉環，該階段可實現80%以上的協同應用價值。第三階段為體系優化階段，將站級協同系統接入省級巡檢云平臺，實現缺陷模型的云端迭代、跨區域巡檢任務協同，進一步提升巡檢效率與缺陷識別準確率。

針對行業未來發展，本文提出三點建議：第一是完善協同作業的標準體系，目前行業尚未出臺專門的電力巡檢機器人與紅外熱像儀協同技術規范，建議由電力行業標準化技術委員會牽頭，制定統一的接口、數據、調度標準，降低不同廠商裝備的適配成本。第二是強化數據安全保障，巡檢數據包含電網核心設施的位置、運行參數等敏感信息，需嚴格符合《電力數據安全管理規范》的要求，采用國密算法實現數據的加密傳輸與存儲，明確數據訪問權限，避免數據泄露風險。第三是加大配網場景的適配方案研發，當前協同方案主要應用于高壓變電站，配電網場景的滲透率不足10%，建議行業企業開發適配配網復雜環境的低成本協同方案，降低配網側的應用門檻，提升配網的智能化運維水平。

參考文獻

【1】 中國電力企業聯合會. 2025年電力工業運行分析報告[R]. 北京: 中國電力出版社, 2026.

【2】 *能源局. 變電站巡檢機器人技術規范(DL/T 1866-2018)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【3】 *市場監督管理總局. 工業檢測型紅外熱像儀(GB/T 19870-2018)[S]. 北京: 中國標準出版社, 2018.

【4】 中國電力科學研究院. 2025年電力智能巡檢裝備發展白皮書[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025.

【5】 *能源局. 電力邊緣計算節點技術規范(DL/T 2432-2021)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.

【6】 *能源局. 電力設備預防性試驗規程(DL/T 596-2021)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.

【7】 國網江蘇省電力有限公司. 2025年智能巡檢*案例集[R]. 南京: 國網江蘇省電力有限公司, 2026.