巡檢“新人”

沈甸 繆世超

機(jī)器代替人

今年，南方電網(wǎng)廣東公司成功自主研發(fā)變電站巡檢機(jī)器人，預(yù)計(jì)年內(nèi)將在重要的220千伏變電站實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人全覆蓋。

定期巡檢是保障電力系統(tǒng)健康運(yùn)行的重要舉措，但傳統(tǒng)的人工巡檢方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)手段單一等不足。與此相比，機(jī)器人可以24小時(shí)不間斷工作，并自動(dòng)返航充電。而耐高溫高濕的材料特性和可以涉水、爬坡、越障等功能特點(diǎn)，也讓機(jī)器人不受天氣條件、地理因素的限制，隨時(shí)隨地都可以工作。巡檢機(jī)器人的應(yīng)用也響應(yīng)了變電運(yùn)維“機(jī)器代替人”的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。南方電網(wǎng)范圍內(nèi)僅220千伏及以上變電站就有近千座，對(duì)巡檢機(jī)器人的需求量極大，“對(duì)機(jī)器人制造廠商提出需求，顯然不如自主研發(fā)來得直接和便利，針對(duì)性也更強(qiáng)。”項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人麥曉明說。

2016年廣東電網(wǎng)公司啟動(dòng)變電站巡檢機(jī)器人樣機(jī)研制項(xiàng)目，以掌握人工智能話語權(quán)為目標(biāo)，開始機(jī)器人的研發(fā)攻關(guān)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)結(jié)合電力巡檢的實(shí)際需求，在導(dǎo)航定位、檢測(cè)手段、運(yùn)動(dòng)能力、任務(wù)規(guī)劃、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等方面“先行一步”，著力提升機(jī)器人的智能化水平。在今年，南方電網(wǎng)首款100%自主研發(fā)的變電站巡檢機(jī)器人成功問世。

執(zhí)行路徑DIY

在目前巡檢機(jī)器人廣泛采用2D激光導(dǎo)航技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用了更先進(jìn)的3D激光導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自由路徑行進(jìn)。該技術(shù)的成功應(yīng)用使機(jī)器人具備了主動(dòng)繞開障礙物等功能，應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的實(shí)際交互更加智能。

執(zhí)行任務(wù)時(shí)的路徑DIY，是這款機(jī)器人基于3D激光導(dǎo)航技術(shù)的一大特色。目前大多數(shù)機(jī)器人是按照已經(jīng)規(guī)劃好的路徑進(jìn)行巡檢，新加入的任務(wù)只能被死板地排在后面，極易出現(xiàn)道路重復(fù)走、巡檢效率低的問題。為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)編寫了任務(wù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃程序，在巡檢任務(wù)優(yōu)先級(jí)平等的情況下，新加入的任務(wù)可以根據(jù)距離的遠(yuǎn)近插入到任務(wù)序列中，如果新加入的任務(wù)優(yōu)先級(jí)更高，機(jī)器人則會(huì)率先執(zhí)行這一任務(wù)。

模塊化云臺(tái)

“在變電站巡檢過程中，機(jī)器人如何代替人來完成檢測(cè)，是我們研發(fā)的主要目的?！币虼耍邪l(fā)團(tuán)隊(duì)還集成了可見光、紅外、溫濕度等多種檢測(cè)手段，讓機(jī)器人與設(shè)備能夠不需要“翻譯”順利“對(duì)話”，準(zhǔn)確測(cè)得主變振動(dòng)、溫濕度等數(shù)據(jù)，并在全國率先實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)室外局放的精準(zhǔn)檢測(cè)。更重要的是，機(jī)器人可與廣東電網(wǎng)公司集控平臺(tái)融合對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了與電網(wǎng)生產(chǎn)系統(tǒng)直接聯(lián)動(dòng)，不僅實(shí)現(xiàn)了變電站、供電局、省級(jí)公司的遠(yuǎn)端調(diào)度，而且讓采集到的所有數(shù)據(jù)都能到達(dá)集控中心，方便設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程分析。

市面上絕大多數(shù)巡檢機(jī)器人都使用集成化云臺(tái)，而廣東電網(wǎng)公司在研發(fā)階段就深植產(chǎn)品化思路，特別設(shè)計(jì)了模塊化云臺(tái)，使檢測(cè)傳感器可以DIY，不同功能的傳感器擁有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的接口，擴(kuò)展安裝比更換手機(jī)電池更方便，變電站可以根據(jù)自身需求和不同場(chǎng)景進(jìn)行組裝或是拆卸，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。節(jié)約成本、提高效率，這也是研發(fā)團(tuán)隊(duì)為未來機(jī)器人大范圍普及做出的提前規(guī)劃。

目前，巡檢機(jī)器人每個(gè)月都在升級(jí)優(yōu)化。研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在研制紫外和局放傳感器，開展電纜隧道巡檢機(jī)器人、10kV配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)械臂的研究工作，希望在電網(wǎng)輕作業(yè)方面有所突破，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人、人機(jī)共融。