浙江湖州供電公司研制輸電線路X射線檢測機器人 高效檢查輸電線路“關節(jié)”

　　近年來，隨著電網規(guī)模不斷擴大，線路、桿塔數量不斷增加，運檢技術手段持續(xù)升級。針對輸電線路連接金具壓接質量檢測，浙江湖州供電公司研發(fā)了適用于110千伏到1000千伏電壓等級的輸電線路X射線檢測機器人。機器人檢測與人工檢測相比效率大幅提升。

　　從人工登塔檢測到機器人自動檢測

　　架空輸電線路需要檢測耐張線夾、接續(xù)管等連接金具的壓接質量。利用X射線探傷技術可以無損檢測連接金具的壓接情況，確保壓接質量合格，從而保障輸電線路的安全性。

浙江湖州供電公司員工應用輸電線路X射線檢測機器人檢測特高壓輸電線路連接金具壓接質量。沈世昀 攝

　　根據輸電線路運維要求，綜合考慮輸電線路重要程度、線路所在區(qū)段的特殊性、設備類型等因素，僅湖州地區(qū)需開展X射線檢測的耐張塔數量就接近3000基。傳統(tǒng)的X射線檢測需要作業(yè)人員爬上數十米高的鐵塔，在強電磁環(huán)境下近距離操作，單基塔檢測需要4～6小時。人工檢測已無法滿足當前的作業(yè)要求，還存在一定的安全風險。

　　怎樣才能在保證檢測準確性的前提下，進一步提高檢測效率，降低作業(yè)風險?2022年，湖州供電公司啟動智能化檢測攻關，研發(fā)輸電線路X射線檢測機器人，探索“機器代人”的技術路徑。首款機器人于2023年9月投入使用。這款機器人可通過機動絞磨自動上下導線，對110千伏、220千伏線路連接金具進行X射線自動檢測，將作業(yè)效率提升了66%。

　　應用范圍越來越廣，功能越來越強

　　首款機器人成功作業(yè)后，攻關團隊發(fā)現(xiàn)70千克的自重使得機器人在上下導線時用時依然較長，有改進的空間。為此，他們決定改用載重無人機投放機器人。載重無人機投放對機器人的重量有要求。但是，如果機器人的重量太輕，抗電磁干擾能力會減弱，輸電線路附近的強電場環(huán)境易造成設備信號中斷和電子元件擊穿，所以平衡機器人的抗電磁干擾能力和輕量化設計成為擺在攻關團隊面前的難題。

　　對此，攻關團隊在37種復合材料中選擇了具有納米碳纖維-石墨烯夾層結構的材料來升級機器人。這種材料融合了石墨烯的高導電性與納米碳纖維的機械強度，使機器人整體重量降至15公斤，實現(xiàn)小型輕量化。在現(xiàn)場實測中，第二款機器人僅用12分鐘便完成了兩個耐張線夾和一個中間接續(xù)管的檢測，作業(yè)效率較人工檢測提升了80%。

　　隨著電壓等級升高，導線分裂數增加。500千伏輸電線路多為四分裂導線，線路上還有防振錘、引流線、聯(lián)板和均壓環(huán)等，機器人作業(yè)難度更大。攻關團隊研發(fā)第三款機器人，采用X射線設備與成像板一體化設計，實現(xiàn)輕量化與緊湊化。第二代機器人由載重無人機直接運送到待檢測金具位置，而第三款機器人則是由載重無人機投放上線后，自動“行走”到待檢測金具位置，再通過調整角度、高度實現(xiàn)X射線檢測。

　　在前三款機器人的基礎上，攻關團隊于今年推出第四款機器人。第四款機器人結合攻關團隊自主研發(fā)的力學仿真平臺與動態(tài)評估算法，形成涵蓋缺陷分級、安全評估等的完整智能診斷體系，缺陷智能識別正確率達95%以上，適用于六分裂、八分裂導線。

　　X射線檢測機器人已在10多個城市的輸電線路上應用

　　湖州區(qū)域內特高壓輸電通道長，需要重點關注的“三跨”輸電線路分布范圍廣、數量多，輸電線路X射線檢測機器人有廣泛的應用場景。

　　以第四款機器人在1000千伏湖安Ⅱ線的一次作業(yè)為例，它在2小時內檢測了48個壓接管，檢測效率較人工檢測提升4倍，避免了12人次高空作業(yè)風險。目前，湖州供電公司已在5條特高壓輸電線路上應用機器人開展連接金具壓接質量檢測。3年間，相關機器人還在合肥、太原等10多個城市的輸電線路上應用，累計完成6000余個壓接管的檢測工作。

　　針對浙江臺風多發(fā)的氣候特征，攻關團隊還在第四款機器人中融入了抗風防水技術，使機器人在7級風下仍可穩(wěn)定作業(yè)，提升了機器人的適應能力。(王一帆 馬波)