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揭秘那些电网巡检的高科技

时间:[2017-05-17 ] 信息来源:亮报
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  编者按 近年来,随着电网技术的发展和电网规模的不断扩大,为了提高电网的智能化水平、保障电网安全运行,电网企业在电力巡检、电力系统新型关键技术、用电营销等领域,研发应用了许多新技术、新装置。本期起,本报推出“走近电网新技术”系列报道,为您介绍这些新技术、新装置的特点,揭秘它们的神奇之处。
 
  随着电网规模的扩大,日常巡检工作量日益增多,传统的人工巡检方式已不能满足当前电网发展的需要。近年来,巡检机器人、无人机等智能巡检技术的引入,不仅有效解决了传统巡检方式面临的问题,而且提高了电力系统的智能化水平。下面就带您一起来了解那些电网巡检中的“高科技”。

  巡检机器人
  电力“大白”
  ——变电站智能巡检机器人
  在一些变电站中,你可能会看到一个身高一米左右,有点像电影《机器人总动员》中主角瓦力的家伙在空荡荡的变电站里行进。它不时停下来,转动望远镜般的“眼睛”扫视着周围的一切,确定没有问题再继续前行。这个可爱的家伙就是智能巡检机器人,大伙都亲切地称呼它电力“大白”。
  工作中的“大白”每前进3~5米就会停下,用“眼睛”对周围的设备进行不同角度的扫描。“大白”的“眼睛”可不一般,能够进行可见光和红外定点、定时拍照、摄像,实现对数字、表计和油位计的识别。如果“大白”发现表计、油位计读数超出范围、设备异常发热或其他缺陷就会自动报警,并自动生成记录。巡检后,“大白”会自觉地回到它的“小屋”,完成充电和保养维护,全程无需人工操作。“大白”不仅能完成巡检,还能对数据进行分析。对比人工巡检,“大白”的准确度不仅可以达到百分之百,而且保护了巡检人员的人身安全,解放了人力。

  特高压的“超级医生”
  ——特高压绝缘子检测机器人
  过去,特高压绝缘子检测一直是人工带电作业无法攻克的难题,特高压绝缘子串长达16米,电塔高达百米,高空作业危险、耗体力。如今,电网企业研制了一款特高压绝缘子检测机器人,让这一难题迎刃而解。
  这一机器人,因其探测针式的检测方式,与中医传统“望闻问切”颇有相似之处,被亲切地称作特高压的“超级医生”,专门为绝缘子问诊把脉。它不但体积小、重量轻,还拥有攀岩走壁、凌空翻转、精准检测、数据记录等多项实用技能。机器人的两个绝缘机械抓手能抓住绝缘子钢帽,然后像体操运动员那样进行跟斗式翻转。机器人待机时间超长,充一次电就可以检测1500片绝缘子。机器人还建立了数据库,专门记录绝缘子数据并传送给后台进行软件分析,操作者只需用电脑或手机进行远程控制即可。

  无人机
  清除线路异物的尖兵
  ——会喷火的无人机
  高压线上经常会挂上一些垃圾袋、风筝、孔明灯等异物,若不及时处理很可能导致线路跳闸等故障发生。采用常规人工带电作业清除异物,需要经历登塔、挂软梯、出线等高风险作业环节,且作业时间长达三四个小时。采用无人机喷火消除异物的方法,避免了人工带电作业的危险和工作过程的烦琐,全过程只需几分钟。无人机喷火消缺的原理,是将汽油或酒精为原料的喷火装置安装在无人机上,通过喷射火焰将异物烧毁。那么,高压线会不会因温度过高而被烧坏?专家介绍,无人机能精准控制喷油喷火的位置、油量和喷火时间,着火点最高温度控制在400摄氏度左右,高压架空导线一般是裸露的钢芯铝绞线,其熔点在600摄氏度以上,因此导线在这样的短暂高温下不会融化或损伤。

  智能千里眼
  ——复杂环境线路巡检无人机
  采用传统的电力线路巡视方式,当遇到冰雪水灾、地震、滑坡等自然灾害时,巡线工作常常无法开展。应用无人机巡线,不仅可以对输电线路本体缺陷、通道隐患进行快速检测,还能在各种复杂地形、灾害天气下,及时、准确、高效地获取现场信息,可代替载人飞机去完成一些危险的任务,即使发生了飞行意外也不会造成人员的直接伤亡。
  电网企业研制的多旋翼无人机,可以在10米距离外捕捉看清2厘米大小级别的目标物。巡线人员使用飞控手可以远程遥控,利用机载相机和红外热成像仪对冰雪受灾杆塔及线路进行及时巡视及检查,无人机可实时传回图像以支撑数据分析。巡线人员直接在山脚下就可完成对线路设备的测温、巡视任务,大大提高了工作效率。
输电线路山火监测预警系统
  山火既危害森林环境和百姓生命财产安全,也容易引发输电线路跳闸停电。电网企业研发的输电线路山火监测预警系统, 依托目前国内最先进的高精度卫星红外接收装置,实现了FY3、NPP、NOAA等极轨卫星和葵花8号等同步卫星的红外数据实时接收,并集成了输电线路山火快速展示、山火告警自动生成、告警短信快速发送、火点信息统计、山火预报发布和展示等众多功能。同时,研发的带电高扬程移动灭火平台,可将灭火水剂雾化至400微米以下,实现带电灭火;开发的高效灭火液,将灭火液与水1∶15混合后,其灭火当量是普通水的10倍。相关专家介绍,该装置1分钟内用50升灭火水剂就可快速扑灭上百平方米山火,不仅破解了输电线路山火现场山高缺乏水源的难题,还使电网防山火从被动防御转变为主动防治。

  北斗卫星系统
  针对偏远地区、无公网覆盖区域电能数据采集困难、输电线巡检条件恶劣、配电网故障远程监控及电力杆塔实时监测成本高等问题,电网企业通过多年来的探索实践,将北斗卫星系统应用于电网领域。目前北斗卫星导航技术在输电线路在线监测、配网移动作业、车辆定位管理、用电信息采集、电力终端授时等领域应用日渐广泛,可有效解决电网领域部分地区用电信息采集难、设备监测难的问题。
  北斗卫星通信和智能配电网管理的有机结合,实现了故障、人员、车辆位置实时监控,提高故障的判别准确度,配网故障定位时间由小时级别提高至分钟级别,极大提高了配网抢修效率。利用北斗卫星系统,无需建设专网基站、无需敷设专用光缆,具有较高的信息安全性,应用“精确定位”“精准对时”“短报文通信”等功能,可实现配电网运行全面实时监控,快速定位配网故障,通过GIS定位故障位置并合理规划抢修线路,可缩短故障停电时间,加快故障处理速度。

  直流融冰装置
  2008年,百年一遇的雪灾席卷了我国南方地区,输电线路上结了厚厚的冰,导致杆倒线断,给人们的生活带来了很多不便,造成了巨大的经济损失。此后,电力科技人员攻关研究出“直流融冰”新技术,对覆冰进行熔化,避免了经济损失。直流融冰主要是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路,使导线发热对输电线路进行融冰,从而避免线路因结冰而倒杆断线。由焦耳定律可知,Q=I2Rt,因为导线存在电阻,通电时就会产生热量。虽然电阻并不大,但当导线上通过较大电流时,在单位时间内就能产生较多的热量,数分钟之后产生的热量能使输电导线发热,从而达到融冰效果。