“防震錘安裝完畢，機(jī)器人準(zhǔn)備離開等電位。”10月21日，在浙江省金華市110kV運(yùn)功線23號塔，金華供電公司輸電線路檢修人員安裝帶電檢修機(jī)器人安裝防振振動錘，萬一沒有發(fā)生。爬上塔，消除掉下來的塔防振錘。
“此塔結(jié)構(gòu)緊湊，相間距離小，安全距離不足。過去我們依靠人工排除缺陷，只能通過停電維修來進(jìn)行。我們使用自研發(fā)抗振錘帶電維修機(jī)器人，消除缺陷，不僅可以預(yù)防人員操作的安全風(fēng)險，金華供電公司輸電檢測中心帶電操作班技術(shù)員、無人機(jī)飛行員李德奎本次操作，介紹。
為進(jìn)一步提高輸電線路帶電運(yùn)行效率，降低人員安全風(fēng)險，2019年，金華供電公司輸電檢測中心、國網(wǎng)浙江省電力有限公司雙創(chuàng)中心、中國電力科學(xué)研究院有限公司武漢分公司高壓研究院直播室、國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司電氣新材料研究所15名技術(shù)骨干維修機(jī)器人。
根據(jù)當(dāng)前需求，我們研發(fā)了防振錘帶電維修機(jī)器人
防震錘是輸電線路上最常見的硬件之一。防振錘打滑、掉落等缺陷是維修人員經(jīng)常要處理的缺陷。然而，一些110kV和220kV輸電線路的鐵塔與鐵塔之間的電氣距離的安全距離相對較小。如果維修人員采用常規(guī)方式進(jìn)出強(qiáng)電，存在安全隱患，維修時必須切斷電源。針對這一問題，項(xiàng)目組決定研發(fā)一款減震器在線維修機(jī)器人。
在研發(fā)過程中，項(xiàng)目組以現(xiàn)場解決實(shí)際問題為目標(biāo)，集思廣益，從設(shè)計(jì)機(jī)器人主體結(jié)構(gòu)、組裝零件、測試功能、模擬測試環(huán)境等方面進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。2020年6月，第一代減震帶電維修機(jī)器人誕生。
為保證現(xiàn)場應(yīng)用的可行性，項(xiàng)目組成員首先在停電期間對機(jī)器人進(jìn)行了測試?！霸诘谝淮螠y試中，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的重量非常大，將近50公斤，運(yùn)輸?shù)骄S修現(xiàn)場和連接和斷開電線都很難。另外，減振錘的型號適合機(jī)器人比較簡單。”金華供電公司輸電巡檢中心技術(shù)處主任朱強(qiáng)說。項(xiàng)目組根據(jù)現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)的問題對機(jī)器人進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)行了3次迭代更新。最新一代防振錘帶電維修機(jī)器人重量從50公斤減至22.6公斤，應(yīng)用范圍更廣，包括110kV、220kV電力線路中的各種防振錘。
克服強(qiáng)電場的影響，提高機(jī)器人的穩(wěn)定性。
機(jī)器人在強(qiáng)電場環(huán)境下能否保持遙控器的靈敏度和準(zhǔn)確度？強(qiáng)電場環(huán)境是否會對機(jī)器人造成不可逆的損害？考慮到這些問題，2021年9月8日，項(xiàng)目組在國網(wǎng)浙江輸變電帶電運(yùn)行實(shí)驗(yàn)室對防振錘帶電維修機(jī)器人進(jìn)行了測試，并收集了可靠的測試數(shù)據(jù)，為機(jī)器人的實(shí)際生產(chǎn)提供支持。.“為了讓防振錘帶電維修機(jī)器人更安全可靠地進(jìn)出強(qiáng)電場，保證作業(yè)順利完成，我們在幫助下自主搭建了模擬電線試驗(yàn)臺超高壓試驗(yàn)廳現(xiàn)有設(shè)備和通過功率均衡器高壓發(fā)生器提供電壓。模擬真實(shí)的帶電環(huán)境，并多次使用機(jī)器人將防振錘安裝在帶電電線上。實(shí)驗(yàn)室主任吳尊東說。在許多測試中，減振錘已成功安裝在模擬電線上。
然而，項(xiàng)目組的成員發(fā)現(xiàn)了一個問題。3354機(jī)器人開機(jī)時，進(jìn)入直流電勢時，整個設(shè)備流過巨大的電流。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，機(jī)器人自動關(guān)閉。為了解決這個問題，項(xiàng)目組成員決定調(diào)整機(jī)器人的開啟方式，使用更穩(wěn)定的機(jī)械計(jì)時裝置，讓機(jī)器人在高空自動開啟電源。他們使用機(jī)械計(jì)時裝置對機(jī)器人的啟動進(jìn)行計(jì)時，以確保機(jī)器人在進(jìn)入等電位時關(guān)閉。當(dāng)定時器結(jié)束時，機(jī)器人重新啟動，從而避免強(qiáng)電流進(jìn)入直流電位時對機(jī)器人的控制電路造成不可逆的損壞。
更改 后，項(xiàng)目組成員進(jìn)行了多次模擬。在機(jī)械計(jì)時裝置的幫助下，機(jī)器人穩(wěn)定地完成了任務(wù)。
無人機(jī)，操作者無需爬塔輔助作業(yè)。
讓機(jī)器人在沒有任何人爬塔的情況下在電線上“爬”幾十米高是項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)要解決的另一個問題。項(xiàng)目組成員提出在行動中使用無人機(jī)。雖然機(jī)器人自身重量已經(jīng)下降到22.6公斤，但仍遠(yuǎn)超無人機(jī)的有效載荷范圍。金華供電公司輸變電維修中心帶電作業(yè)隊(duì)采用的帶電作業(yè)工具轉(zhuǎn)移方式，幫助項(xiàng)目組找到了破局之道。 首先，無人機(jī)飛行員控制無人機(jī)懸掛一個特殊的絕緣滑輪，降落在帶電相線上方的地線上。操作人員將懸掛在特殊絕緣輪上的絕緣輸電繩拉到機(jī)器人的運(yùn)行相線上。.這樣，用戶無需爬塔就可以使機(jī)器人等電位。操作人員然后指揮機(jī)器人“行走”到地面上的缺陷位置安裝防振錘。程序結(jié)束后，操作人員將機(jī)器人引導(dǎo)回懸掛位置，地勤人員將絕緣繩拉起，使機(jī)器人脫離等電位連接并降落在地面上。飛行員控制無人機(jī)分離懸掛在地線上的特殊絕緣滑輪。項(xiàng)目組成員進(jìn)行了多次現(xiàn)場試驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法的可行性。
26.10.2021減振錘現(xiàn)場維修機(jī)器人在實(shí)際維修工作中首次亮相。金華供電公司輸電檢測中心帶電工作組和項(xiàng)目組成員抵達(dá)110kV美云線帶電檢修現(xiàn)場。使用無人機(jī)，帶振動錘的電動維修機(jī)器人完成了作業(yè)，完成了整個無人爬塔。
“借助這套設(shè)備和操作方法，我們不用爬塔就可以排除減振錘相關(guān)的故障。我們可以通過遠(yuǎn)程控制地面上的無人機(jī)和機(jī)器人快速完成操作。”金華供電公司輸電檢測中心帶電工作組主管李炯介紹。目前，無人機(jī)輔助現(xiàn)場維修減振錘等機(jī)器人已在國網(wǎng)浙江省電力廣泛應(yīng)用。通過多次幫助不同的高壓機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)作業(yè)，相應(yīng)的帶電工作時間平均縮短50%以上，同時也降低了用戶的勞動和安全風(fēng)險。
今年5月30日，項(xiàng)目組向國網(wǎng)浙江省電力創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心提交了成果變更申請，明確了推進(jìn)方向。10月11日，雙方完成成果轉(zhuǎn)化計(jì)劃、無形資產(chǎn)評估，為減振帶電維修機(jī)器人的大規(guī)模推廣使用做好準(zhǔn)備。下一步，項(xiàng)目組將推進(jìn)壓縮管道X光帶電檢測機(jī)器人、線電壓修復(fù)機(jī)器人等項(xiàng)目，進(jìn)一步提升帶電工作智能化水平。
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