DQZHAN技術(shù)訊：機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)等電力巡檢技術(shù)大揭秘
編者按近年來，隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為了提高電網(wǎng)的智能化水平、保障電網(wǎng)**運(yùn)行，電網(wǎng)企業(yè)在電力巡檢、電力系統(tǒng)新型關(guān)鍵技術(shù)、用電營(yíng)銷等領(lǐng)域，研發(fā)應(yīng)用了許多新技術(shù)、新裝置。本期起，本報(bào)推出“走近電網(wǎng)新技術(shù)”系列報(bào)道，為您介紹這些新技術(shù)、新裝置的特點(diǎn)，揭秘它們的神奇之處。
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，日常巡檢工作量日益增多，傳統(tǒng)的人工巡檢方式已不能滿足當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的需要。近年來，巡檢機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等智能巡檢技術(shù)的引入，不僅有效解決了傳統(tǒng)巡檢方式面臨的問題，而且提高了電力系統(tǒng)的智能化水平。下面就帶您一起來了解那些電網(wǎng)巡檢中的“高科技”。
移動(dòng)直流融冰裝置
巡檢機(jī)器人
電力“大白”
——變電站智能巡檢機(jī)器人
在一些變電站中，你可能會(huì)看到一個(gè)身高一米左右，有點(diǎn)像電影《機(jī)器人總動(dòng)員》中主角瓦力的家伙在空蕩蕩的變電站里行進(jìn)。它不時(shí)停下來，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡般的“眼睛”掃視著周圍的一切，確定沒有問題再繼續(xù)前行。這個(gè)可愛的家伙就是智能巡檢機(jī)器人，大伙都親切地稱呼它電力“大白”。
變電站智能巡檢機(jī)器人
工作中的“大白”每前進(jìn)3~5米就會(huì)停下，用“眼睛”對(duì)周圍的設(shè)備進(jìn)行不同角度的掃描。“大白”的“眼睛”可不一般，能夠進(jìn)行可見光和紅外定點(diǎn)、定時(shí)拍照、攝像，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字、表計(jì)和油位計(jì)的識(shí)別。如果“大白”發(fā)現(xiàn)表計(jì)、油位計(jì)讀數(shù)超出范圍、設(shè)備異常發(fā)熱或其他缺陷就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并自動(dòng)生成記錄。巡檢后，“大白”會(huì)自覺地回到它的“小屋”，完成充電和保養(yǎng)維護(hù)，全程無(wú)需人工操作。“大白”不僅能完成巡檢，還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。對(duì)比人工巡檢，“大白”的準(zhǔn)確度不僅可以達(dá)到****，而且保護(hù)了巡檢人員的人身**，解放了人力。
特高壓的“超級(jí)醫(yī)生”
——特高壓絕緣子檢測(cè)機(jī)器人
過去，特高壓絕緣子檢測(cè)一直是人工帶電作業(yè)無(wú)法攻克的難題，特高壓絕緣子串長(zhǎng)達(dá)16米，電塔高達(dá)百米，高空作業(yè)危險(xiǎn)、耗體力。如今，電網(wǎng)企業(yè)研制了一款特高壓絕緣子檢測(cè)機(jī)器人，讓這一難題迎刃而解。
這一機(jī)器人，因其探測(cè)針式的檢測(cè)方式，與中醫(yī)傳統(tǒng)“望聞問切”頗有相似之處，被親切地稱作特高壓的“超級(jí)醫(yī)生”，專門為絕緣子問診把脈。它不但體積小、重量輕，還擁有攀巖走壁、凌空翻轉(zhuǎn)、精準(zhǔn)檢測(cè)、數(shù)據(jù)記錄等多項(xiàng)實(shí)用技能。機(jī)器人的兩個(gè)絕緣機(jī)械抓手能抓住絕緣子鋼帽，然后像體操運(yùn)動(dòng)員那樣進(jìn)行跟斗式翻轉(zhuǎn)。機(jī)器人待機(jī)時(shí)間超長(zhǎng)，充一次電就可以檢測(cè)1500片絕緣子。機(jī)器人還建立了數(shù)據(jù)庫(kù)，專門記錄絕緣子數(shù)據(jù)并傳送給后臺(tái)進(jìn)行軟件分析，操作者只需用電腦或手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制即可。
無(wú)人機(jī)
**線路異物的尖兵
——會(huì)噴火的無(wú)人機(jī)
高壓線上經(jīng)常會(huì)掛上一些垃圾袋、風(fēng)箏、孔明燈等異物，若不及時(shí)處理很可能導(dǎo)致線路跳閘等故障發(fā)生。采用常規(guī)人工帶電作業(yè)**異物，需要經(jīng)歷登塔、掛軟梯、出線等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，且作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三四個(gè)小時(shí)。采用無(wú)人機(jī)噴火消除異物的方法，避免了人工帶電作業(yè)的危險(xiǎn)和工作過程的煩瑣，全過程只需幾分鐘。無(wú)人機(jī)噴火消缺的原理，是將汽油或酒精為原料的噴火裝置安裝在無(wú)人機(jī)上，通過噴射火焰將異物燒毀。那么，高壓線會(huì)不會(huì)因溫度過高而被燒壞？專家介紹，無(wú)人機(jī)能精準(zhǔn)控制噴油噴火的位置、油量和噴火時(shí)間，著火點(diǎn)*高溫度控制在400攝氏度左右，高壓架空導(dǎo)線一般是裸露的鋼芯鋁絞線，其熔點(diǎn)在600攝氏度以上，因此導(dǎo)線在這樣的短暫高溫下不會(huì)融化或損傷。
采用無(wú)人機(jī)噴火消除線路上的異物，全程只需幾分鐘
智能千里眼
——復(fù)雜環(huán)境線路巡檢無(wú)人機(jī)
采用傳統(tǒng)的電力線路巡視方式，當(dāng)遇到冰雪水災(zāi)、地震、滑坡等自然災(zāi)害時(shí)，巡線工作常常無(wú)法開展。應(yīng)用無(wú)人機(jī)巡線，不僅可以對(duì)輸電線路本體缺陷、通道隱患進(jìn)行快速檢測(cè)，還能在各種復(fù)雜地形、災(zāi)害天氣下，及時(shí)、準(zhǔn)確、高效地獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，可代替載人飛機(jī)去完成一些危險(xiǎn)的任務(wù)，即使發(fā)生了飛行意外也不會(huì)造**員的直接傷亡。
電網(wǎng)企業(yè)研制的多旋翼無(wú)人機(jī)，可以在10米距離外捕捉看清2厘米大小級(jí)別的目標(biāo)物。巡線人員使用飛控手可以遠(yuǎn)程遙控，利用機(jī)載相機(jī)和紅外熱成像儀對(duì)冰雪受災(zāi)桿塔及線路進(jìn)行及時(shí)巡視及檢查，無(wú)人機(jī)可實(shí)時(shí)傳回圖像以支撐數(shù)據(jù)分析。巡線人員直接在山腳下就可完成對(duì)線路設(shè)備的測(cè)溫、巡視任務(wù)，大大提高了工作效率。
輸電線路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
山火既危害森林環(huán)境和百姓生命財(cái)產(chǎn)**，也容易引發(fā)輸電線路跳閘停電。電網(wǎng)企業(yè)研發(fā)的輸電線路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，依托目前國(guó)內(nèi)*先進(jìn)的高精度衛(wèi)星紅外接收裝置，實(shí)現(xiàn)了FY3、NPP、NOAA等極軌衛(wèi)星和葵花8號(hào)等同步衛(wèi)星的紅外數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接收，并集成了輸電線路山火快速展示、山火告警自動(dòng)生成、告警短信快速發(fā)送、火點(diǎn)信息統(tǒng)計(jì)、山火預(yù)報(bào)發(fā)布和展示等眾多功能。同時(shí)，研發(fā)的帶電高揚(yáng)程移動(dòng)滅火平臺(tái)，可將滅火水劑霧化至400微米以下，實(shí)現(xiàn)帶電滅火；開發(fā)的高效滅火液，將滅火液與水1∶15混合后，其滅火當(dāng)量是普通水的10倍。相關(guān)專家介紹，該裝置1分鐘內(nèi)用50升滅火水劑就可快速撲滅上百平方米山火，不僅破解了輸電線路山火現(xiàn)場(chǎng)山高缺乏水源的難題，還使電網(wǎng)防山火從被動(dòng)防御轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)防治。
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)
針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)、無(wú)公網(wǎng)覆蓋區(qū)域電能數(shù)據(jù)采集困難、輸電線巡檢條件惡劣、配電網(wǎng)故障遠(yuǎn)程監(jiān)控及電力桿塔實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成本高等問題，電網(wǎng)企業(yè)通過多年來的探索實(shí)踐，將北斗衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用于電網(wǎng)領(lǐng)域。目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在輸電線路在線監(jiān)測(cè)、配網(wǎng)移動(dòng)作業(yè)、車輛定位管理、用電信息采集、電力終端授時(shí)等領(lǐng)域應(yīng)用日漸廣泛，可有效解決電網(wǎng)領(lǐng)域部分地區(qū)用電信息采集難、設(shè)備監(jiān)測(cè)難的問題。
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)已應(yīng)用于輸電線路在線監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域
北斗衛(wèi)星通信和智能配電網(wǎng)管理的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了故障、人員、車輛位置實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高故障的判別準(zhǔn)確度，配網(wǎng)故障定位時(shí)間由小時(shí)級(jí)別提高至分鐘級(jí)別，極大提高了配網(wǎng)搶修效率。利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，無(wú)需建設(shè)專網(wǎng)基站、無(wú)需敷設(shè)專用光纜，具有較高的信息**性，應(yīng)用“**定位”“精準(zhǔn)對(duì)時(shí)”“短報(bào)文通信”等功能，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行**實(shí)時(shí)監(jiān)控，快速定位配網(wǎng)故障，通過GIS定位故障位置并合理規(guī)劃搶修線路，可縮短故障停電時(shí)間，加快故障處理速度。
2008年，百年一遇的雪災(zāi)席卷了我國(guó)南方地區(qū)，輸電線路上結(jié)了厚厚的冰，導(dǎo)致桿倒線斷，給人們的生活帶來了很多不便，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此后，電力科技人員攻關(guān)研究出“直流融冰”新技術(shù)，對(duì)覆冰進(jìn)行熔化，避免了經(jīng)濟(jì)損失。直流融冰主要是通過對(duì)輸電線路施加直流電壓并在輸電線路末端進(jìn)行短路，使導(dǎo)線發(fā)熱對(duì)輸電線路進(jìn)行融冰，從而避免線路因結(jié)冰而倒桿斷線。由焦耳定律可知，Q=I2Rt，因?yàn)閷?dǎo)線存在電阻，通電時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱量。雖然電阻并不大，但當(dāng)導(dǎo)線上通過較大電流時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)就能產(chǎn)生較多的熱量，數(shù)分鐘之后產(chǎn)生的熱量能使輸電導(dǎo)線發(fā)熱，從而達(dá)到融冰效果。
