“黎明牌”配網帶電作業機器人首次實施0.4千伏線路斷、接引線作
機器人2024-02-21
2月22日，在位于上海浦東的110千伏前灘變電站內，機器人“浦睿”來到開關柜前，拿起鑰匙打開柜門鎖，伸出“手指”輕輕撥開柜門，用紅外熱成像儀為柜內設備測溫。通過機器人“浦睿”肩膀上裝載的360度全景攝像頭，控制后臺的運維人員實時查看現場情況。
研發團隊成員正在調試機器人“浦睿”。 于盛楠 攝
機器人“浦睿”是一款變電站新型仿生機器人，由浦東供電公司自主設計研發。它不僅裝配了機械臂和仿生手，還有配套的多功能工具庫，可應用于變電站巡檢、操作、作業監護、作業許可、應急處置等場景，覆蓋設備管理業務全流程。
變電站部分運維工作實現無人化
細節較多的操作仍需人員到現場
近年來，上海電網快速發展，設備規模大幅增長，設備管理工作量增加。為此，國網上海市電力公司落實國家電網有限公司建設現代設備管理體系要求，深化電力領域人工智能實用化創新。浦東供電公司推進生產作業模式數字化轉型，穩步推進一鍵順控、遠程智能巡檢及變電站智慧化改造，探索機器代人技術。
2021年年底，浦東供電公司完成公司首批智慧變電站之一——110千伏前灘變電站的智慧化改造，并于2022年建成上海首個新一代集控站。運維人員在電腦上輕輕一點，就能完成斷路器、隔離開關狀態轉換一鍵順控，減少了倒閘操作時間，降低了作業風險;變電站一次、二次及輔助設備實現“狀態數據化、數據可視化”，使人不到場也能掌握設備情況;進站人員采用人臉識別確認身份，不需要設備主人到現場許可。
“經過前期的努力，目前變電站運維工作中的基礎倒閘操作、例行巡檢可實現無人化。但一些細節較多的操作任務仍需人員到現場。”浦東供電公司運維檢修部副主任萬軼倫介紹，“我們希望變電站有一個仿生機器人，一方面能遠程執行程序，另一方面也能擴展現有智能巡檢的覆蓋面。”
浦東供電公司梳理了運檢班組提出的具體需求，在充分論證了機器代人技術的可行性后，于2023年年初開始建設變電站全機器代人樣板間。10個月后，該公司自主設計研發、擁有自主知識產權的變電站新型仿生機器人“浦睿”在110千伏前灘變電站投入試運行。
以研發仿生機器人為目標
跨專業柔性團隊開展頭腦風暴
為研發機器人“浦睿”，浦東供電公司運檢部組織來自運維、監控、檢修、繼電保護及狀態評價等專業的9名青年骨干組成跨專業柔性團隊，開展頭腦風暴和技術攻關。
“我們要充分考慮仿生操作的安全性和可靠性。機器人要能夠做擰螺絲、開柜門這種精細動作，又要有足夠力量完成開關設備的相關操作。”
“我們得應用觸覺感應力反饋技術，避免機器人用力過猛。”
“現在有些變電站內安裝的軌道式機器人可實現視頻巡檢等功能，但視角有限，像開關柜里面的斷路器動作計數器就看不到。”
“我們在新機器人上配置一個內窺鏡，還可以安裝第一視角和360度全景攝像頭，搭配VR眼鏡使用，讓遠程操作機器人像開車一樣簡單。”
……
經過一次次集中討論、技術調研，在國網上海電力設備部的支持下，柔性團隊打造出變電站新型仿生機器人“浦睿”。團隊成員在設計中堅持模塊化、仿生化、實用化的理念，應用了觸覺感應力反饋、機器視覺引導、VR視界回傳等技術，實現了機械臂、仿生手(指)以及操作平臺等部件高效協同和精準定位，并針對不同業務場景定制開發了多功能末端工具庫。“‘浦睿’可以應用在無人值守變電站，與站內已部署的智能手段實現功能互補。”柔性團隊成員、浦東供電公司運檢部變電運維專職江斌開說。
機器人“浦睿”采用模塊化設計
可像運維人員一樣完成各種工作
相比以往僅搭載高清視頻和單一末端工具的巡檢機器人，機器人“浦睿”不僅有“胳膊”和“手”，還有“夾爪手”“鑰匙手”“搖柄手”等多種末端工具。“正常情況下，‘浦睿’隨身攜帶五套末端工具，還可根據不同工作需求，隨時到變電站內的工具箱處調換末端工具。”柔性團隊成員、浦東供電公司變電運行專業工程師吳炯介紹。
采用模塊化設計的機器人“浦睿”將不再局限于固定功能和應用，可以像運維人員一樣完成各種各樣的站內工作。它可通過使用雙目攝像機、微型補光相機消除視覺盲區，實現無死角精準巡檢;通過仿生手(指)與專用操作手柄、柜門鑰匙等工具的配合開展柜內作業，完成倒閘操作;利用仿生手(指)執行布置安全措施指令，并結合遠程許可功能實現無人化工作許可;及時告警現場不安全行為和異常情況，實現遠程現場監護;在極端情況下人員無法進站時，實時回傳現場數據圖像，必要時還可開展負荷轉移、滅火等操作。
浦東供電公司運檢部變電運維一班班長、設備主人李鵬展說：“我們管轄的變電站都是無人值守的。變電站新型仿生機器人讓我們的運維管理工作更高效、更智能。”
浦東供電公司將繼續開展機器人自學習研究，并在集控站設置后臺遙控操作間，加快建成“全面監控+仿生遙控+智慧管控”變電站全機器代人樣板間。（孔令東 于盛楠）
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