DQZHAN技術(shù)訊：機器人、無人機、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)模的不斷擴大，為了提高電網(wǎng)的智能化水平、保障電網(wǎng)**運行，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，本報推出“走近電網(wǎng)新技術(shù)”系列報道，為您介紹這些新技術(shù)、新裝置的特點，揭秘它們的神奇之處。
隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，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前電網(wǎng)發(fā)展的需要。近年來，巡檢機器人、無人機等智能巡檢技術(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”。
移動直流融冰裝置
巡檢機器人
電力“大白”
——變電站智能巡檢機器人
在一些變電站中，你可能會看到一個身高一米左右，有點像電影《機器人總動員》中主角瓦力的家伙在空蕩蕩的變電站里行進。它不時停下來，轉(zhuǎn)動望遠鏡般的“眼睛”掃視著周圍的一切，確定沒有問題再繼續(xù)前行。這個可愛的家伙就是智能巡檢機器人，大伙都親切地稱呼它電力“大白”。
變電站智能巡檢機器人
工作中的“大白”每前進3~5米就會停下，用“眼睛”對周圍的設(shè)備進行不同角度的掃描?！按蟀住钡摹把劬Α笨刹灰话悖軌蜻M行可見光和紅外定點、定時拍照、攝像，實現(xiàn)對數(shù)字、表計和油位計的識別。如果“大白”發(fā)現(xiàn)表計、油位計讀數(shù)超出范圍、設(shè)備異常發(fā)熱或其他缺陷就會自動報警，并自動生成記錄。巡檢后，“大白”會自覺地回到它的“小屋”，完成充電和保養(yǎng)維護，全程無需人工操作?！按蟀住辈粌H能完成巡檢，還能對數(shù)據(jù)進行分析。對比人工巡檢，“大白”的準確度不僅可以達到****，而且保護了巡檢人員的人身**，解放了人力。
特高壓的“超級醫(yī)生”
——特高壓絕緣子檢測機器人
過去，特高壓絕緣子檢測一直是人工帶電作業(yè)無法攻克的難題，特高壓絕緣子串長達16米，電塔高達百米，高空作業(yè)危險、耗體力。如今，電網(wǎng)企業(yè)研制了一款特高壓絕緣子檢測機器人，讓這一難題迎刃而解。
這一機器人，因其探測針式的檢測方式，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)、精準檢測、數(shù)據(jù)記錄等多項實用技能。機器人的兩個絕緣機械抓手能抓住絕緣子鋼帽，然后像體操運動員那樣進行跟斗式翻轉(zhuǎn)。機器人待機時間超長，充一次電就可以檢測1500片絕緣子。機器人還建立了數(shù)據(jù)庫，專門記錄絕緣子數(shù)據(jù)并傳送給后臺進行軟件分析，操作者只需用電腦或手機進行遠程控制即可。
無人機
**線路異物的尖兵
——會噴火的無人機
高壓線上經(jīng)常會掛上一些垃圾袋、風箏、孔明燈等異物，若不及時處理很可能導(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、出線等高風險作業(yè)環(huán)節(jié)，且作業(yè)時間長達三四個小時。采用無人機噴火消除異物的方法，避免了人工帶電作業(yè)的危險和工作過程的煩瑣，全過程只需幾分鐘。無人機噴火消缺的原理，是將汽油或酒精為原料的噴火裝置安裝在無人機上，通過噴射火焰將異物燒毀。那么，高壓線會不會因溫度過高而被燒壞？專家介紹，無人機能精準控制噴油噴火的位置、油量和噴火時間，著火點*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，其熔點在600攝氏度以上，因此導(dǎo)線在這樣的短暫高溫下不會融化或損傷。
采用無人機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)境線路巡檢無人機
采用傳統(tǒng)的電力線路巡視方式，當遇到冰雪水災(zāi)、地震、滑坡等自然災(zāi)害時，巡線工作常常無法開展。應(yīng)用無人機巡線，不僅可以對輸電線路本體缺陷、通道隱患進行快速檢測，還能在各種復(fù)雜地形、災(zāi)害天氣下，及時、準確、高效地獲取現(xiàn)場信息，可代替載人飛機去完成一些危險的任務(wù)，即使發(fā)生了飛行意外也不會造**員的直接傷亡。
電網(wǎng)企業(yè)研制的多旋翼無人機，可以在10米距離外捕捉看清2厘米大小級別的目標物。巡線人員使用飛控手可以遠程遙控，利用機載相機和紅外熱成像儀對冰雪受災(zāi)桿塔及線路進行及時巡視及檢查，無人機可實時傳回圖像以支撐數(shù)據(jù)分析。巡線人員直接在山腳下就可完成對線路設(shè)備的測溫、巡視任務(wù)，大大提高了工作效率。
輸電線路山火監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)
山火既危害森林環(huán)境和百姓生命財產(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)測預(yù)警系統(tǒng)，依托目前國內(nèi)*先進的高精度衛(wèi)星紅外接收裝置，實現(xiàn)了FY3、NPP、NOAA等極軌衛(wèi)星和葵花8號等同步衛(wèi)星的紅外數(shù)據(jù)實時接收，并集成了輸電線路山火快速展示、山火告警自動生成、告警短信快速發(fā)送、火點信息統(tǒng)計、山火預(yù)報發(fā)布和展示等眾多功能。同時，研發(fā)的帶電高揚程移動滅火平臺，可將滅火水劑霧化至400微米以下，實現(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)場山高缺乏水源的難題，還使電網(wǎng)防山火從被動防御轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃乐巍?
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)
針對偏遠地區(qū)、無公網(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)故障遠程監(jiān)控及電力桿塔實時監(jiān)測成本高等問題，電網(wǎng)企業(yè)通過多年來的探索實踐，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、配網(wǎng)移動作業(yè)、車輛定位管理、用電信息采集、電力終端授時等領(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)測等多個領(lǐng)域
北斗衛(wèi)星通信和智能配電網(wǎng)管理的有機結(jié)合，實現(xiàn)了故障、人員、車輛位置實時監(jiān)控，提高故障的判別準確度，配網(wǎng)故障定位時間由小時級別提高至分鐘級別，極大提高了配網(wǎng)搶修效率。利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，無需建設(shè)專網(wǎng)基站、無需敷設(shè)專用光纜，具有較高的信息**性，應(yīng)用“**定位”“精準對時”“短報文通信”等功能，可實現(xiàn)配電網(wǎng)運行**實時監(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，可縮短故障停電時間，加快故障處理速度。
2008年，百年一遇的雪災(zāi)席卷了我國南方地區(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)，對覆冰進行熔化，避免了經(jīng)濟損失。直流融冰主要是通過對輸電線路施加直流電壓并在輸電線路末端進行短路，使導(dǎo)線發(fā)熱對輸電線路進行融冰，從而避免線路因結(jié)冰而倒桿斷線。由焦耳定律可知，Q=I2Rt，因為導(dǎo)線存在電阻，通電時就會產(chǎn)生熱量。雖然電阻并不大，但當導(dǎo)線上通過較大電流時，在單位時間內(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，從而達到融冰效果。
