变电站带电水冲洗机器人

变电站带电水冲洗机器人水

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电是人们生活中须臾不可离的重要能源。但由于水是导体，电能通过水传导，容易造成人身触电，因此，水和电又有些格格不入。带电的电线遇到水，相当于对地短路，会在瞬间释放巨大的电流，对接触水的生物造成杀伤。非常危险。可偏偏有这样一家公司，通过科技创新，不仅让水和电“友好相处”，还捧回了一项金奖。这是什么神操作？“冲”出来的金奖炼成记变电站是电网的心脏，对电力系统的可靠运行起着关键作用。但露天变电站受环境污染，设备表面污秽沉积，容易发生污闪，会造成系统短路，严重的话还会引发大面积停电事故。污闪，即电气设备外绝缘表面由于积污而在一定气候条件下发生的闪络现象。电气设备绝缘表面附着的污秽物在潮湿条件下，其可溶物质逐渐溶于水，在绝缘表面形成一层导电膜，使绝缘子的绝缘水平大大降低，在电力场作用下出现的强烈放电现象。污闪不仅成为电网安全的长期困扰，更成为影响输配电成本下降的巨大“包袱”。由此可见，变电站中，电气设备的污闪会造成严重后果！怎么办？必须要及时清理。怎么清？这就需要停电，进行人工清洗，这也是目前很多变电站运维人员仅有的处理方法。但人工清洗不仅费时费力，最关键的是，还得停电。以一座220千伏变电站为例，利用人工进行彻底地清洗通常需要一整天时间，费时费力，还影响用电客户正常用电。那么，有没有什么办法，可以在不停电的情况下，彻底解决变电站设备污垢清理难题呢？电网科研人员研发的“变电站带电水冲洗机器人系统及方法”发明专利攻克了这一难题！针对220千伏及以下变电站设备带电水冲洗作业亟待解决的安全防护强度弱、智能化程度低、环境适应性差等技术难点，国网自主研发的变电站带电水冲洗机器人，突破机器人绝缘安全防护、精准协同冲洗、浮动式自调平及主从控制三大核心技术，融合多源异构感知信息、机器人实时状态数据及视觉伺服控制技术，并获发明专利授权。研制的变电站设备带电水冲洗机器人系统实现了机器人作业环境的自主感知、作业过程的自动执行、作业流程的智能决策。人工冲洗带电设备，工作人员需要穿戴密闭绝缘的防护装备，期间还要多次更换冲洗装备（长枪、短枪），非常辛苦，而且冲洗质量也不高。同时，由于人员距离电气设备比较近，也存在较大安全隐患。换用机器人后，冲洗安全距离达3米，而且机器人还配备高压纯水制备系统，纯水电阻率达到1兆欧·厘米，水冲压力大，冲洗质量高，在冲洗质量和效率方面有所提升。系统工作原理变电站设备带电水冲洗机器人系统，主要由主冲机器人、辅冲机器人、高压纯水制备装置、主控系统和遥控终端等组成，采用主冲/辅冲双枪跟踪法及一冲双回的冲洗方式，实现变电站设备的带电水冲洗工作。在带电的情况下开展“水冲洗”，关键要让水“听话”。这其中有两个关键，一个是确保“冲得准”、另一个是“洗得净”。“冲得准”就是要保证每一滴水都冲在该冲的位置上，不能有丝毫差错。项目团队首先设计出激光点云构建作业区模型，按模型从指令发出到水射流响应，一般会有1.5秒左右的延迟，在理论上，这个时间已经被压缩到极致了，但这刹那的延迟，如果叠加突然起风等多项因素，有可能导致高速水射流冲到危险区。为了保障万无一失，必须向这1.5秒的极限再次发出挑战，项目团队查阅资料，学习各种新的软件进行建模仿真，历经上百次的仿真实验，延迟时间硬是被一毫秒一毫秒地压缩到0.5秒，别看挤下的这一秒，却彻底解决了“冲得准”的难题。“冲得准”只是前提，“洗得净”才是关键。受作业空间限制，机器人一般只能从一个方向进行冲洗，正面很容易冲洗干净，但是背面冲洗不到也等于白洗。要想洗得净，这就得让水拐弯，使正面冲到绝缘子串上的水不是直接洒落到地面，而是流到绝缘子背面实现交汇，形成涡流。项目团队一遍一遍地试水压，一遍一遍地调流量，不光喷到设备上的水要按设定的路径，从设备上流下来的水也要按设定的路径，为此，项目团队先后解决了机器人多级绝缘安全防护、双射流自动协同冲洗、运动系统浮动式自调平、主从控制等技术难题，冲出去的水彻底被驯服了。2016年11月15日，变电站带电水冲洗这款硬核机器人也从实验场地真正迈进了变电站，先后成功在110千伏xx站、220千伏xx站进行了带电实地应用，应用情况表明，变电站设备带电水冲洗机器人能有效保证操作人员的作业安全，减轻了操作人员的劳动强度，提高了清洗作业效率和设备清洗的质量，降低了电网污闪事故的发生概率，保证了电网的安全高效运行。Q带电冲洗重点洗的都是哪些设备？A重点清洗变电站内线路的绝缘子、刀闸的支柱瓷瓶、开关变压器的套管。所有导电部分金属，如线路、变压器本体、刀闸刀口处都不能清洗，还要防止清洗的水进去端子箱，避免二次接线进水。Q带电冲洗的水和普通水有什么区别？A我们常见的水里都有杂质，自来水、饮用水里也含有各种矿物质离子，所以能导电。带电冲洗的水是经过工业过滤的，必须符合带电冲洗安全