變電站帶電水沖洗機器人

變電站帶電水沖洗機器人水

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電是人們生活中須臾不可離的重要能源。但由于水是導體，電能通過水傳導，容易造成人身觸電，因此，水和電又有些格格不入。帶電的電線遇到水，相當于對地短路，會在瞬間釋放巨大的電流，對接觸水的生物造成殺傷。非常危險。可偏偏有這樣一家公司，通過科技創(chuàng)新，不僅讓水和電“友好相處”，還捧回了一項金獎。這是什么神操作？“沖”出來的金獎煉成記變電站是電網(wǎng)的心臟，對電力系統(tǒng)的可靠運行起著關鍵作用。但露天變電站受環(huán)境污染，設備表面污穢沉積，容易發(fā)生污閃，會造成系統(tǒng)短路，嚴重的話還會引發(fā)大面積停電事故。污閃，即電氣設備外絕緣表面由于積污而在一定氣候條件下發(fā)生的閃絡現(xiàn)象。電氣設備絕緣表面附著的污穢物在潮濕條件下，其可溶物質逐漸溶于水，在絕緣表面形成一層導電膜，使絕緣子的絕緣水平大大降低，在電力場作用下出現(xiàn)的強烈放電現(xiàn)象。污閃不僅成為電網(wǎng)安全的長期困擾，更成為影響輸配電成本下降的巨大“包袱”。由此可見，變電站中，電氣設備的污閃會造成嚴重后果！怎么辦？必須要及時清理。怎么清？這就需要停電，進行人工清洗，這也是目前很多變電站運維人員僅有的處理方法。但人工清洗不僅費時費力，最關鍵的是，還得停電。以一座220千伏變電站為例，利用人工進行徹底地清洗通常需要一整天時間，費時費力，還影響用電客戶正常用電。那么，有沒有什么辦法，可以在不停電的情況下，徹底解決變電站設備污垢清理難題呢？電網(wǎng)科研人員研發(fā)的“變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)及方法”發(fā)明專利攻克了這一難題！針對220千伏及以下變電站設備帶電水沖洗作業(yè)亟待解決的安全防護強度弱、智能化程度低、環(huán)境適應性差等技術難點，國網(wǎng)自主研發(fā)的變電站帶電水沖洗機器人，突破機器人絕緣安全防護、精準協(xié)同沖洗、浮動式自調(diào)平及主從控制三大核心技術，融合多源異構感知信息、機器人實時狀態(tài)數(shù)據(jù)及視覺伺服控制技術，并獲發(fā)明專利授權。研制的變電站設備帶電水沖洗機器人系統(tǒng)實現(xiàn)了機器人作業(yè)環(huán)境的自主感知、作業(yè)過程的自動執(zhí)行、作業(yè)流程的智能決策。人工沖洗帶電設備，工作人員需要穿戴密閉絕緣的防護裝備，期間還要多次更換沖洗裝備（長槍、短槍），非常辛苦，而且沖洗質量也不高。同時，由于人員距離電氣設備比較近，也存在較大安全隱患。換用機器人后，沖洗安全距離達3米，而且機器人還配備高壓純水制備系統(tǒng)，純水電阻率達到1兆歐·厘米，水沖壓力大，沖洗質量高，在沖洗質量和效率方面有所提升。系統(tǒng)工作原理變電站設備帶電水沖洗機器人系統(tǒng)，主要由主沖機器人、輔沖機器人、高壓純水制備裝置、主控系統(tǒng)和遙控終端等組成，采用主沖/輔沖雙槍跟蹤法及一沖雙回的沖洗方式，實現(xiàn)變電站設備的帶電水沖洗工作。在帶電的情況下開展“水沖洗”，關鍵要讓水“聽話”。這其中有兩個關鍵，一個是確?！皼_得準”、另一個是“洗得凈”?！皼_得準”就是要保證每一滴水都沖在該沖的位置上，不能有絲毫差錯。項目團隊首先設計出激光點云構建作業(yè)區(qū)模型，按模型從指令發(fā)出到水射流響應，一般會有1.5秒左右的延遲，在理論上，這個時間已經(jīng)被壓縮到極致了，但這剎那的延遲，如果疊加突然起風等多項因素，有可能導致高速水射流沖到危險區(qū)。為了保障萬無一失，必須向這1.5秒的極限再次發(fā)出挑戰(zhàn)，項目團隊查閱資料，學習各種新的軟件進行建模仿真，歷經(jīng)上百次的仿真實驗，延遲時間硬是被一毫秒一毫秒地壓縮到0.5秒，別看擠下的這一秒，卻徹底解決了“沖得準”的難題?！皼_得準”只是前提，“洗得凈”才是關鍵。受作業(yè)空間限制，機器人一般只能從一個方向進行沖洗，正面很容易沖洗干凈，但是背面沖洗不到也等于白洗。要想洗得凈，這就得讓水拐彎，使正面沖到絕緣子串上的水不是直接灑落到地面，而是流到絕緣子背面實現(xiàn)交匯，形成渦流。項目團隊一遍一遍地試水壓，一遍一遍地調(diào)流量，不光噴到設備上的水要按設定的路徑，從設備上流下來的水也要按設定的路徑，為此，項目團隊先后解決了機器人多級絕緣安全防護、雙射流自動協(xié)同沖洗、運動系統(tǒng)浮動式自調(diào)平、主從控制等技術難題，沖出去的水徹底被馴服了。2016年11月15日，變電站帶電水沖洗這款硬核機器人也從實驗場地真正邁進了變電站，先后成功在110千伏xx站、220千伏xx站進行了帶電實地應用，應用情況表明，變電站設備帶電水沖洗機器人能有效保證操作人員的作業(yè)安全，減輕了操作人員的勞動強度，提高了清洗作業(yè)效率和設備清洗的質量，降低了電網(wǎng)污閃事故的發(fā)生概率，保證了電網(wǎng)的安全高效運行。Q帶電沖洗重點洗的都是哪些設備？A重點清洗變電站內(nèi)線路的絕緣子、刀閘的支柱瓷瓶、開關變壓器的套管。所有導電部分金屬，如線路、變壓器本體、刀閘刀口處都不能清洗，還要防止清洗的水進去端子箱，避免二次接線進水。Q帶電沖洗的水和普通水有什么區(qū)別？A我們常見的水里都有雜質，自來水、飲用水里也含有各種礦物質離子，所以能導電。帶電沖洗的水是經(jīng)過工業(yè)過濾的，必須符合帶電沖洗安全