“防振锤安装完毕,机器人脱离等电位!”
10月26日,在110千伏云梅线兰晶支线上,同塔多回输电线路带电检修防振锤机器人在无人机辅助下平稳落地,这标志着国内首次使用防振锤检修机器人主网带电消缺取得圆满成功。
机器人上线瞬间
看到机器人平稳落地,塔下蒋卫东长舒一口气,紧握的双手也舒缓开来,脸上的笑容早已掩饰不住内心的激动,嘴里还念叨,感慨“这两年技术发展真是快呀,了不得啊,按照这趋势,要不了几年我们就要给淘汰了!”
不就是一场机器人带电作业嘛,咋就让曾获“国网工匠”荣誉称号的蒋卫东如此有危机感?
这就要介绍一下此次带电作业的背景了:兰晶线杆塔是紧凑型塔型,相间距离小,安全距离不足,要解决线路上多处防震锤松动脱落问题,一般采用的是人工停电消缺。可兰晶线是兰晶光伏电站的电力送出线,停电作业影响面大。现在用了同塔多回输电线路带电检修防振锤机器人,不停电就完成了消缺工作。
机器人整体结构图
整个机器人结构也十分简单,主要由行走轮、多角度摄像头、机器人作业臂、控制箱组成。可谓是小小的身体里装着大大的机心~
轻巧化。这点很关键!主网带电作业不同于配网,主要网架都在崇山峻岭乡野之间,有的地方连徒步都难进,无法像配网带电作业机器人那样靠车载。因此,轻量化十分重要,这台机器人体积小、40斤都不到,操作手背着就能走。
无人机代步。人上塔靠的是身法、体力,它上塔靠的是无人机!以往带电作业人都得加强体力锻炼,而且还得穿好全副武装的屏蔽服,才能保证高效安全上塔。现在无人机飞手操控着无人机将挂接装置与地线可靠挂接,就可以利用绝缘传递绳将防振锤机器人拉至作业相导线,实现机器人等电位,明显比人工登塔快几个身位!
通过无人机安装传递绳与滑车
自主安装。“稳、准、快”,现在机器人无需人员登塔,自主走到缺陷位置就完成防振锤的更换安装。整个作业过程不到30分钟,相比传统人工消缺,作业效率提升50%。最关键的是提高效率的同时,消弭了作业人员触电的风险。
长期阅读小e文章的小伙伴应该不难发现一个现实:配网带电作业机器人真不少,但主网带电作业机器人却鲜有耳闻,这是为什么呢?
这主要原因还在于主网线路电压等级高,导线上强大的电磁干扰影响机器人的操控。
“试想机器人上去了,不听使唤了,这不抓瞎嘛!”蒋卫东说。
防振锤更换检修机器人上下线仿真建模及现场应用图
为突破这一难题,国网金华供电公司对机器人进出等电位的电磁干扰源特性进行了一系列的仿真计算和测量分析,得到了悬浮导体感应电弧放电的机理和规律,为机器人的电磁防护设计打下了坚实基础。再经过成千上百次的绝缘结构、材料的综合设计、测试,最终成功解决了电磁干扰对人机交互的问题。
解决了最关键的电磁干扰问题,高压线塔上安装着防震锤、悬垂线夹等众多金具,越障也是检修机器人的必修课。然而线网的环境条件十分复杂,各种金具的安装、朝向各有不同,如何让机器人能够应对复杂环境便成为了课题难点。
机器人成功上线
金华带电检修防振锤机器人系统运用仿生控制系统和模糊控制方法等技术,让机器人越障具备了自主化、智能化等特点。同时,采用伸缩双臂(行走升降一体)的方式,突破升降平台的传统结构方式,让机器人穿越金具更灵活。
有了伸缩臂,新的问题又随之而来,高压线路一般都在十多米的高空,导线风摆等随机小扰动下,机器人如何实现精准定位,机械手臂如何实现螺栓高效拆卸、安装也是一大难点。
金华带电检修防振锤机器人上多路摄像设备以及测量传感设备就成为了“千里眼”,它不但可以方便远隔数十米的操作人员精准判断高塔上的复杂多变的情境,而且具有“试套”功能,从而实现防振锤的精准、高效拆卸及安装。
如此之多技术匠心加持,预计收获的效益也相当可观。
经济效益明显
机器人应用后,全省范围内每年预计可应用于220千伏开展带电作业7次,110千伏线路带电5次。根据调度部门提供信息,各等级线路日常输送功率为:220千伏输电线路40万千瓦,110千伏输电线路10万千瓦。110-220千伏输电线路从停役到恢复送电最少需6小时(其中线路现场工作时间按2小时计算)。
通过开展带电作业,避免线路停电多送的电量=40万千瓦*6小时*7次+10万千瓦*6小时*5次=1980万千瓦时。
社会效益突出
利用带电检修防振锤机器人替代人工操作,从根本上消除了110-220千伏线路单导线作业存在的高坠风险及同塔多回输电线路带电作业安全距离不足的危险,进一步保障了现场人员的人身安全。带电检修防振锤机器人的高效利用还能够实现机器换人,减少一半的检修人员,能够缓解当前带电作业队伍结构性紧缺的矛盾。
兰晶光伏站作业现场
同时带电检修防振锤机器人的应用,为主网带电作业机器人的智能化、多场景应用提供了无限的可能。
目前,同塔多回输电线路带电检修防振锤机器人正在国网浙江电力双创中心孵化,历经多代升级,它也将会在更多的输电线路上大放异彩。
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