一叶知秋，秋意渐浓。收割稻谷的背影、面包店里的肉桂味道、电网员工桌上排满的秋检计划……它们都预示着秋天已经到来。

 

一年一度的电网秋检工作正有序开展，为接下来的冬季用电高峰做好准备。

 

今年秋检，国网绍兴供电公司输电运检中心有了一位好搭档——机载式500千伏输电线路四分裂导线无损探伤机器人。大家可以叫它“小光”，它能够迅速为电塔压接金具拍摄X光片探伤。

 

为什么要为电塔压接金具拍摄X光片？

 

导线长度很长，做不到一条电线贯穿始终。那么，怎样才要把两根很粗的电线牢固地连接在一起，或者把粗壮的电线固定在电塔上？

 

打结？时间长了会松脱，电流也无法流动过去。胶水粘？胶水很难承受巨大的拉力。那怎么办？

 

电力工程师给出的方案是——将需要连接两根电线头塞进一个金属套筒内，然后用液压的方式将金属套筒、电线挤压固定在一起，这样连接的电线，牢固、导电还耐腐蚀！而类似这样的金属套筒就统称为压接金具。

 

然而，工程上没有“万无一失的城墙”。随着我国电力建设不断发展，超特高压输电设备任何表面或内部缺陷都有可能造成严重的电力事故。其中，承担着接线载流及线路张力的耐张线夹、接续管等压接金具一经压接使用便无法再拆卸更换，很难通过人工、无人机巡视等常规手段观测其内部压接质量。如果压接金具存在严重的内部缺陷，将引发倒塔断线等严重事故。

 

为了探测压接金具内部隐藏情况，电力工程师提出用X射线检测技术识别电塔压接金具的压接缺陷。

 

X光片怎么拍?谁来拍？

 

传统的X光探伤检测需要作业人员爬上几十米的高塔，接着地面人员配合吊装40余斤重的X光探伤设备至指定工作位置，塔上作业人员要在强电磁环境下近距离操作，耗时1小时才能完成一相压接金具的探伤检测。过程中，作业人员要始终承受高空作业和电离辐射风险。

 

随着无人机技术发展成熟，也有人提出通过长绳连接无人机和X光探伤设备进行检测，但多适用于单根导线或地线。铁塔上导线上下左右密集排布，无人机拖着长绳和X光机，很难自由穿梭检测。

 

为此，国网绍兴供电公司结合自身技术积累，开展机载式500千伏输电线路四分裂导线无损探伤机器人（小光）研究，令大疆FC30中型无人机通过刚性短挂架挂载X光探伤机器人开展500千伏单回、同塔双回、四回等不同线路结构四分裂导线带电运行条件下无损检测工作。

 

从1小时缩短至15分钟，探伤快速搞定！

 

9月25日上午11:00，在绍兴500千伏诸凤、诸仪线停电作业现场，机器人“小光”通过大疆FC30中型无人机挂载顺利完成导线压接管X光探伤作业。

 

作业当天，电力作业人员操作无人机与“小光”精准对接，迅速起飞，投放至指定工作位置。“小光”展开自己的多轴机械臂在四根导线间灵活移动并完成压接金具X光照片拍摄工作。

 

“小光”上岗后，既可以避免人员负重登塔作业，有效降低人员高空作业风险和射线伤人风险，又依托无人机全天候投放能力，使X光探伤检测可以在多气象条件下快速响应。地面作业人员能实时收到回传检测图像，及时作出判断。

 

同时“小光”具备在施工、运行、检修等全场景下无损检测的“机器代人”作业能力，使得效率大幅提升，更及时地发现导线耐张压接管的压接缺陷，提高输电线路的安全水平，保障主网运行安全。

 

“小光”的背后，是哪些黑科技？

 

国网绍兴供电公司设备运检数智机器人攻关团队设计通用型融合挂架，实现大疆FC30无人机与机器人的刚性连接，运用无人机快速投放至指定工作位置、在不同相导线间快速移动，继而开展500千伏单回、同塔双回、四回等不同线路结构四分裂导线带电运行条件下无损检测工作，满足电力线路相间狭小空间作业需求。

 

为拓宽机器人“小光”使用场景，使其可以在带电、停电线路上均可开展探伤作业，那么，就必须考虑机器人从500千伏外电场进入到相线强电场区的电磁防护问题。

 

攻关团队模拟分析作业电磁环境，选择合适的机箱材料及设计方案，采用仿真模拟、屏蔽、滤波、接地等手段提升机器人电磁屏蔽效能，确保机器人能够进电场执行带电无损探伤。

 

攻关团队为机器人设计具备变距伸缩机构与多轴机械臂的机械结构，通过算法控制机器人在四分裂导线上的机体宽度及X光影像板在空间中的精确定位，使得“小光”可以一次性完成四根导线耐张压接管的探伤需求。

 

检测过程中，由于耐张压接管的长度超过“小光”每次可以检测的长度范围，所以需要对其进行分段检测。“小光”将从耐张压接管压接处采集多个图像进行滤波、剪裁、拼接等操作，最终给出耐张压接管完整的X光图片。

 

机载式X光探伤机器人的精彩亮相不仅解决了安全与效率的矛盾，更推动了输电运维从“人适应机器人”向“机器适应场景”的转变。

 

近年来，国网绍兴供电公司研发的输电线路机载式除冰机器人、水下机器人、机载式地线断股修补机器人等智能机器人成功应用，不断填补巡检空白或薄弱区域，持续积累具有全自主知识产权的输电专业智能装备，实现运检方式的变革和智能化进程的跨越式发展。

 

下阶段，国网绍兴供电公司将继续发挥在输电机器人领域“人无我有、人有我优”的先发优势，进一步扩大输电机器人功能体系，加快推进工业级机器人的应用研发，助力电力行业在运维、检修、安监、检查等各生产环节向“机器代人”模式的转变。

 

来源：电工鲁师傅