“变电站智能巡检机器人”荣获工业设计金奖_0

2019-06-13 14:11

  12月12日,气温已达零下2摄氏度,在山东电力科学研究院院内的220千伏智能变电站,寒风中只有一个身高1.1米的白色机器人在巡视设备,它就是山东电科院自主研发的变电站巡检机器人。在刚刚结束的中国优秀工业设计奖颁奖仪式上,变电站智能巡检机器人获得金奖。

  建成世界首条变电站巡检机器人生产线

  早在2002年,变电站智能巡检机器人被列为国家863计划项目,山东电力就投入到了机器人的研发。到2005年,仅用3年时间,机器人通过了国家科技部组织的863计划验收。说起最早的研发过程,山东电力科学研究院所属鲁能智能技术有限公司总经理厉秉强感慨颇深。

  2005年10月,第二代变电站智能巡检机器人在长清500千伏变电站投入实际运行;2006年11月,变电站智能巡检机器人实用化技术研究项目被国家电网公司列为重大科技专项课题;2007年,第三代机器人产品走出山东,在天津500千伏吴庄变电站成功投运,这是该成果首次推向市场。智能公司技术总监韩磊说,2007年11月,山东电力与南方电网签署变电站设备巡检机器人合同,这对机器人的广泛应用,有着重要意义。

  随着国家电网公司智能电网及智能变电站的建设试点,2010年,山东电科院开展了适应智能化变电站需求的第四代智能巡检机器人的研究。第四代机器人在浙江金华兰溪500千伏变电站和青岛午山220千伏变电站智能化改造项目中投入运行。智能公司机器人事业部工程服务部经理鹿宁说:今年年初,我们建成了世界首条变电站巡检机器人生产线,实现了小批量生产,年设计生产能力达120台。2月,我们在山东省内首批推广的10台机器人全部投入运行。6月,机器人在1000千伏特高压晋东南(长治)站的成功应用,标志着我们的产品应用范围已经覆盖110千伏到1000千伏各电压等级变电站及换流站。

  应用机器人巡检可大量减少成本

  采用机器人技术进行变电站巡检作业,能够最大限度地发挥人工巡检的灵活性、智能性,并同时克服和弥补人工巡检存在的一些缺陷和不足,更贴近于智能变电站和无人值守变电站的发展的实际需求,具有巨大的优越性,这是智能变电站和无人值守变电站巡检技术的发展方向,具有广阔的发展空间和应用前景。

  截至目前,变电站巡检机器人已为用户发现几十处事故隐患,通过机器人的提前预警,及时进行处理,避免了重大电力事故,得到用户的好评。巡检机器人的应用能够每周减少人员实际工作量约26小时,平均每天节约社会劳动时间4小时,大大减少时间成本。

  据了解,变电站智能巡检机器人的推广应用将进一步提高电力生产运行的自动化水平,为电力安全生产提供更多保障。在500千伏长清变电站投运后,中央电视台、人民日报、新华网等各大媒体均进行了相关报道,特别是北京奥运会保电和上海世博会保电期间,机器人在济南长清、天津吴庄、广西南宁和浙江嘉兴日夜值守,确保这四个枢纽变电站安全运行。

  山东电力集团公司副总工程师、电科院院长王传庆说:我们现在正在着手开展第五代机器人的研发工作。今后,我们将进一步加快提升自主创新能力,坚持以高水平的研究成果持续推进电力企业科技进步,为电力事业作出更大的贡献。

  【链接】

  变电站智能巡检机器人

  变电站智能巡检机器人用于替代人工完成变电站巡检中遇到的急、难、险、重和重复性工作,属国内首创。可以携带红外热像仪、可见光CCD等有关的电站设备检测装置,以自主和遥控的方式,代替人对室外高压设备进行巡测,以便及时发现电力设备的内部热缺陷、外部机械或电气问题如异物、损伤、发热、漏油等等,给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。在值班人员不便于巡视时或恶劣天气情况下,无需监控人员的参与,该产品可按照固定的路线进行巡检。该产品能够实现变电站全天候、全自主巡检,有效降低劳动强度,降低变电站运维成本,提高巡检作业和管理的自动化和智能化水平。

  【对话】

  机器人巡检技术达到国际先进水平

  在变电站智能巡检机器人获得中国优秀工业设计奖金奖后,记者来到山东电力科学研究院所属鲁能智能技术有限公司,对该机器人的研发团队进行了采访。

  记者:为什么要开发变电站智能巡检机器人?

  孟杰(智能公司研发中心主任工程师):传统的人工巡检方式存在着劳动强度大、工作效率较低、检测质量分散、手段单一等不足,人工检测的数据也无法准确、及时地接入管理信息系统。随着无人值守模式的推广,巡视工作量越来越大,巡检到位率、及时性无法保证。此外,在高原、缺氧、寒冷等地理条件或恶劣天气条件下,人工巡检还存在较大安全风险,大风、雾天、冰雪、冰雹、雷雨等恶劣天气下,也无法及时进行巡检。为了解决这些困难,我们想到了要研发一种可以自主巡检的机器人。

  记者:机器人巡检有哪些优越性?

  韩磊(智能公司技术总监):机器人通过精确的自主导航和设备定位,按最优路径规划对室外高压设备进行自主或遥控巡视,通过机器视觉、红外测温、声音检测等方法,非接触式采集设备的红外热图、图像和音频等信息,自动识别设备的热缺陷、外观异常,如导线散股断裂、部件损伤、渗漏油、有附着物等。还可以观察开关或刀闸的位置、仪表读数、油位计位置等,生成统一规范的告警事项和巡检报告,向运行人员发出告警信息,并为设备状态检修提供基础数据。我们的机器人还可接入变电站的固定视频监测点,覆盖机器人无法到达的观测死角,实现全站的视频监测。可应用于无人值守、少人值守变电站或智能变电站,尤其在高原、寒冷等地理条件或恶劣天气条件下,代替或辅助人工完成变电站设备的巡检作业,保障了电网安全可靠运行。

  记者:机器人是如何进行这么复杂的巡检工作的?

  张斌(智能公司机器人事业部技术总监):机器人智能化程度高,全自主运行并执行巡视任务,无需人工辅助,巡视任务可自由配置,可定制巡视路线和检测设备,巡视周期和时间支持多种设定模式,具备超声停障、偏离减速、出轨自停等安全防护功能。充电室配备自动门和充电箱,当机器人完成巡视任务后,返回充电室自动充电。目前,山东电科院的研发人员还在变电站巡检机器人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。

  记者:未来的巡检机器人研发有哪些目标?

  厉秉强(智能公司总经理):未来巡检机器人的研究目标是提高巡检机器人的智能性、运动灵活性,以及高精度和配置简便的导航方式。我们将继续完善机器人的各项功能。改进现有轮式移动平台的结构设计,提高运行速度和越障能力;增强机器人自我防护能力,增加障碍识别和绕障能力;研制基于履带式移动平台可爬楼梯的变电站室内巡检机器人。此外,为实现机器人在变电站强电磁环境下高精度的定位和导航,我们还将研究并应用激光、视觉、光学、惯性、磁等多种导航及组合导航方式,提高机器人环境适应性。

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