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山东电研院走在电力机器人技术的前沿
发布日期:2012-03-08  中国电力营销网   来源:中国电力新闻网
  有一种动力叫做信仰,让人不知懈怠;有一种精神叫做奉献,让人不知疲倦;有一种力量叫做执着,让人不知放弃。

  在山东电力研究院有这样一个团队,他们把在电力机器人领域追求卓越的信仰当做一种动力;他们把在攻坚克难过程中的无私奉献当作一种精神;他们把在科研工作中踏实苦干的执着当作一种力量。他们在电力机器人技术领域挥洒青春的汗水,自主研发了“人丁兴旺”的电力机器人家族,摘取了一个个科研桂冠,引领着最先进的技术潮流,树起青春建功在岗位的旗帜。

  他们就是刚刚被评为“山东电力集团公司创先争优金牌团队”的电力机器人项目组。

  变电站“智能卫士”独当一面

  2月9日,凌晨2点,我国首座500千伏智能变电站--浙江500千伏芝堰变电站内一片寂静,只有一台身高不足一米的白色机器人不停转动头部,忽闪着“大眼睛”巡检站内的各种设备。该机器人自2010年10月投运以来,每天三次在站内巡检,将巡检数据及图片实时传输给后台,保障着智能电网的安全。这是山东电力研究院电力机器人项目组科技创新助力全面服务智能电网建设的一个缩影。

  变电站设备巡检机器人项目负责人李冬松说,两台机器人在芝堰变电站工作非常卖力,两“人”分区,每天巡视三遍,每台机器人每天要“扭动脑袋”700多次,显著减轻了变电站值班人员的工作强度。目前该站设备巡视红外测温常规情况下都是由机器人完成的,两台机器人“上岗”以来留下的巡视资料累计已经超过了70G。

  自研制出国内首台变电站设备巡检机器人后,电力机器人项目组一直致力于不断地完善其功能并推广机器人的使用,现已经研制出四代变电站设备巡检机器人,开始批量生产。目前,有20台巡检机器人在北京、陕西、广西等地变电站“上岗”,经受住了高温、狂风、暴雨等恶劣环境的考验,成了变电站的“骨干”.机器人运行平稳可靠,在站内执行巡检任务,不仅大大减轻了变电站运维人员的巡检工作量,而且数次准确发现站内设备热缺陷,并及时报警,为运维人员进行设备检修提供了依据,保障了电网安全可靠运行,得到广大用户的认可和好评。山东电力集团公司首批推广的10台巡检机器人已完成生产,将在莱芜鲁中、济南闻韶、烟台栖霞、济宁汶上等变电站投入运行。该项目荣获了山东省科技进步一等奖。

  最近,电力机器人项目组为变电站设备巡检机器人在原有巡检功能基础上,增加了变电站设备异物识别和设备异常声音采集与分析功能,为变电站设备巡检提供了新型的技术检测手段;基于声音辨别电力设备故障检测技术,填补了机器人巡检领域的空白,已经达到国际先进水平。实际运行表明,该系统运行可靠,检测准确。

  变电站设备巡检机器人已被列入国家电网公司重大科技成果推广计划,2012年计划推广60台,后续每年推广数量将高速增长,应用前景十分广阔。如今,坚持“努力超越,追求卓越”的电力机器人项目组已经在研制功能更强大的第五代变电站设备巡检机器人。

  “智能巡线千里眼”屡建奇功

  除了地上跑的巡检机器人,山东电力研究院电力机器人项目组还研制了天上飞的电力机器人--“智能巡线千里眼”,用于巡视架空输电线路的无人直升机和固定翼无人机智能巡检系统。

  2009年1月,国家电网公司正式立项研制无人直升机巡线系统。面对这个在国内外研究几乎为空白的项目,山东电力研究院党委高度重视,组织精锐力量,在电力机器人项目组建立了青年突击队。队员们突破了重重科研难关,取得的“输电线路无人直升机智能巡检系统”科技成果经专家组鉴定,整体达到国际先进水平,其中多项技术达到国际领先水平,荣获了2011年国家电网公司科技进步一等奖。无人机项目组青年突击队还被评为“山东省青年突击队标兵”。

 在研发和应用过程中,突击队发扬“不怕吃苦,勇于负重,敢打硬仗,能打胜仗”的青年突击队精神,经历了艰辛的技术攻关、艰苦的封闭培训、艰难的野外巡线调研和野外飞行试验等重重困难的考验,被同事们调侃为“野人”团队。

  在安徽明光参加为期4个月的封闭式培训中,通讯不便,手机信号时断时续;交通不便,采购日常用品走山路找公交费尽周折;生活不便,缺少瓜果蔬菜导致上火症状频发,还时常遭受蛇鼠虫蚁的侵袭。严寒冬日,旷野里刺骨的寒风吹在脸上像利刃切割一样,在零下八度的机场,外控手为保持操控手感,尽快掌握外控原理,坚持不戴手套练习飞行控制,双手多次冻僵、冻伤;炎炎烈日,他们常常连续工作数小时,汗水湿透了工作服,甚至暴晒至脱皮……但他们为了按时完成任务,在保证质量的前提下争分夺秒抢时间,午餐、晚餐都在工地解决。山风常常突然扬起尘土,队员们只能将饭盒揣在怀中,在漫天的尘土中用餐。吃完饭碗底留下一层沙土,可谁也没有半句怨言,“牙好,胃口就好,吃嘛嘛香!”他们这样笑对。

  “我们的队员个个都能吃苦,肯奉献,大家每年平均出差都在一百天以上。放弃了一个又一个假日,牺牲了很多与家人团聚机会。有一次外出培训出发那天,恰巧是陈西广结婚的日子。他在结婚当天下午就毅然跟随我们踏上了征程。只要团队需要,我们每个队员都是随叫随到,听从安排。只要无人机的成果早日应用到实际中,这一切都是值得的!”突击队队长王滨海说出了所有队员的心声。

  2011年9月27日,队员们研发的固定翼无人机智能巡检系统首次在500千伏光州-大泽输电线路,对38号杆塔至126号杆塔共89基杆塔近40千米线路进行了可见光巡检。巡检系统传回了清晰的实时图像数据,使地面人员在第一时间直观地了解到线路走廊情况和电网的大体健康状况,成功检测到了线路上预设的10余处故障点。

  队员们承担了国家电网公司生技部无人机巡线试点工程,“无人直升机智能巡检系统”已经对省内6条500千伏输电线路进行了飞行巡检,累计200公里,发现缺陷和异常50多处。2012年,将完成飞行巡检500公里。

  架空输电线路机器人“孪生兄弟”特别多

  除了地上跑的、天上飞的,电力机器人项目组还研制了在架空输电线路上爬行的电力机器人,他们有特别多的“孪生兄弟”,有的装上刀具可以清除线路覆冰,有的装上摄像头可以巡视线路,有的甚至可以跨越障碍执行任务。

  2008年初的那场雪灾深深刺痛着电力机器人项目组每个科研人员的心!“我们一定要研制出可以在架空输电线路上进行除冰、检测等带电维护作业的机器人!”2009年1月,刚工作不足两年的郭锐带领电力机器人项目组的三个小伙子勇敢地挑起了重担--山东省高新技术自主创新项目《电力输电线路除冰机器人研究》和山东电力重点科技项目《架空输电线路作业维护机器人的研究》。

  在完成了方案设计、选型、出图纸、审核、加工、装备等一系列工作后,第一台架空输电线路除冰检测机器人样机终于组装成功。2009年6月8日,当看到机器人在测试中圆满完成地线移动、模拟除冰、在线视频采集等试验项目时,项目组成员激动地拥抱在一起:“我们的‘孩子’真争气,通过了‘上岗’考试!”该成果经专家鉴定达到了国际先进水平。目前,该机器人已经成功应用于山东电力超高压公司和南方电网超高压输电公司柳州局的500千伏线路上,除冰效果得到了客户赞扬。

  架空输电线路维护机器人有三个平台,第一个是一档内单导线或地线维护机器人,第二个是具有越障功能的分裂导线维护机器人,第三个是绝缘子串维护机器人。这三个平台本来都打算先引进国外先进技术,再消化吸收的,可是郭锐带领的团队硬是攻克了一个个难关,自主研发了后两个平台。

  线路越障机器人沿线路跨越间隔棒、防振锤、线夹,通过各级杆塔,是一项难度极大的工作,国内外已经研究了二十多年,仍然难以有实用化的产品。而郭锐带领的团队仅用一年半的时间就研制生产出了具有优秀越障能力的样机。

  郭锐他们先用两个多月的时间研究国内外相关资料,进行深入探讨,最终设计出在两根导线上行走的方案。2010年12月,方案定下后,他们就开始研制样机,攻克一个个难关。首先是创造性地对要跨越的障碍进行了分类处理。大多数线路越障机器人跨越间隔棒、防振锤、悬垂线夹都是一种方法,要耗时7-8分钟。而郭锐借鉴“线路飞车”的启迪,对机器人的轮子进行了改造,在跨越防振锤时,不会有任何停顿,直接可以开过去。在跨越间隔棒和悬垂线夹时,郭锐他们采用了四个机械臂做帮手,两分半钟就可以成功实现跨越。从工程实用化的角度考虑,郭锐还别出心裁地为机械臂专门设计了“滚动手爪”,既可以在行进中抓紧线路,增加稳定性,又不会使线路受损。

  在研发的道路上,郭锐感受最深的就是--“最难的不是做到,而是想到!”2011年6月,他们就生产出了样机,越障速度大大提高,目前还不断地优化中。

  目前,郭锐的团队正在研制一种能附着在线路绝缘子串开展作业的机器人,用来开展绝缘子检测、清扫和涂料涂刷工作。他承担的“架空输电线路带电维护机器人联合研制”获国家科技部2010年度国际科技合作计划立项,并得到340万元资助。此项目是国家电网公司惟一入选的国际合作项目。郭锐说,当特高压电网进入山东后,希望他们研制的机器人能爬上特高压线路和绝缘子,开展带电作业。对此,他充满信心。

  一种精神,可以迸发无限光芒!一个集体,可以奉献无尽力量!

  2011年,电力机器人项目组承担了国家级项目1项、省部级项目6项、山东电力集团公司项目5项,申请专利40项,发表论文15篇。“面向电力带电抢修作业机器人研究开发与应用示范”获国家863计划立项。在团队的共同努力下,获得了1个国网公司重点实验室、2个省级工程技术研究中心和1个省级国际合作研究中心,在山东电力成立了唯一一个院士工作站,形成了开展国家、省部级科研项目开发的攻关团队,确立了在电力机器人领域的领军地位。2012年,他们把奋斗的目标定为--把国网公司电力机器人技术重点实验室建成国家级工程技术研究中心。

  他们用青春洒下闪光的足迹,用心血凝结科研的成果,用激情攀登事业的高峰,因为他们一直在奋斗的路上,走在电力机器人技术的前沿!

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