年3月24日,陕西安康千伏北花线#12号杆塔附近,一架无人机稳稳悬停在高空,伸出一根带有喷嘴的长管,在10分钟内给一串绝缘子穿上了蓝色的RTV涂料新衣。此项“无人机挂载机械臂在线喷涂技术”是国网陕西电力的最新研究成果,在国内首次实现了在不停电情况下利用无气喷涂技术对线路在运绝缘子进行RTV喷涂和质量评价。
陕西地处西部,山区占比高,输电线路运维成本高、作业人员人身安全风险大。近年来,国家电网公司深入推行无人机智能巡检的举措给陕西电力带来了前所未有的机遇。目前,陕西电力已实现全省无人机协同巡检建设覆盖,大大提高了电力巡检的精益化、智能化、自主化水平。
无人机在线检修技术是无人机巡检向更高层次发展的新阶段。由最初的无人机智能巡检发现问题,到如今的无人机在线检修进行高空现场作业,国网陕西电力守正创新,踔厉奋发,实现了技术赶超的历史性跨越,在全国范围内率先研制出无人机挂载机械臂在线RTV喷涂系统,技术指标达到了国际先进水平。
国网陕西电科院在安康千伏北花线通过无人机实现绝缘子RTV涂料喷涂
无人机高空带电作业解放人力
高压输电线路外绝缘性能对线路的安全运行至关重要。每年由于防污闪涂料污损、涂层脱落而导致各类事故频发,影响供电可靠性。在传统情况下,运维人员需掌握防污闪涂料运行状况、组织调动相关人员和设备进行施工维护。但往往这些工序十分繁琐且存在施工周期长、难度大、成本高、人身安全等问题。若能让无人机实施带电喷涂作业,则可大大解放人力、降低运维成本。然而,要让无人机完成这一任务,首先需要解决无人机的高空稳定性、大质量载荷能力、喷涂系统的灵活操控和RTV涂料在绝缘子表面的均匀有效附这几大问题。
在科研攻坚过程中,研究团队自主设计了一款多旋翼小型无人机,续航能力60分钟,最大载重25公斤,可搭载足够的RTV涂料,具有良好的抗电磁干扰能力,并采用自主研发的无气喷涂技术,使用高压柱塞泵,将RTV涂料加压形成雾化气流作用于绝缘子表面,喷涂漆面均匀、干燥细致,且无颗粒感,达到了良好的喷涂效果。
国网陕西电科院杨传凯介绍,与传统人工检修方案相比,无人机在线检修方案优势明显,不受区域复杂环境的限制,检修效率是传统巡检效率的10倍以上,作业人员的安全风险大大降低,有效推动了传统人工作业向信息化、智能化的转变。
国网陕西电科院技术人员地面操作无人机
AI辅助喷涂效果评估
研究团队还基于深度学习模型,建立了一套基于AI识别的绝缘子RTV喷涂效果评估体系。通过伴飞无人机现场采集图像、实时回传,并采用AI模型识别喷涂缺陷来进行喷涂效果的评估,给出喷涂质量的量化分数。在实际绝缘子RTV喷涂任务中,绝缘子RTV喷涂效果的评估正确率高于90%。
AI人工智能技术目前广泛应用于输电线路无人机巡检中,主要用于输电设备识别及缺陷检测。国网陕西电力首次将AI技术应用于RTV喷涂缺陷检测和评估体系构建中,分别使用了不同的模型来定位绝缘子、提取前景目标和检测喷涂缺陷。本次应用进一步拓展了AI技术在电力巡检工作中的应用范围。
“无人机在线检修技术是国网陕西电力在未来5年中着重发力的创新领域,我们会进一步扩大应用面,实现成果转化,在技术创新上发挥陕西的人才优势和科研优势,将无人机在线检修技术打造成国网陕西电力的一块招牌。”国网陕西电科院杨传凯介绍道。
创新是引领发展的第一动力。国网陕西电力将持续深化科技创新,加快科技成果转移转化,推进科研成果落地应用,为实现能源电力科技高水平自立自强、助力陕西高质量发展、建设科技强国贡献智慧和力量。
人机喷涂绝缘子效果图
来源:国网陕西电力
作者:杨传凯杨昌建杨毅琛
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