“黎明牌”配网带电作业机器人首次实施0.4千伏线路断、接引线作业
机器人2024-02-21
2月22日，在位于上海浦东的110千伏前滩变电站内，机器人“浦睿”来到开关柜前，拿起钥匙打开柜门锁，伸出“手指”轻轻拨开柜门，用红外热成像仪为柜内设备测温。通过机器人“浦睿”肩膀上装载的360度全景摄像头，控制后台的运维人员实时查看现场情况。
研发团队成员正在调试机器人“浦睿”。 于盛楠 摄
机器人“浦睿”是一款变电站新型仿生机器人，由浦东供电公司自主设计研发。它不仅装配了机械臂和仿生手，还有配套的多功能工具库，可应用于变电站巡检、操作、作业监护、作业许可、应急处置等场景，覆盖设备管理业务全流程。
变电站部分运维工作实现无人化
细节较多的操作仍需人员到现场
近年来，上海电网快速发展，设备规模大幅增长，设备管理工作量增加。为此，国网上海市电力公司落实国家电网有限公司建设现代设备管理体系要求，深化电力领域人工智能实用化创新。浦东供电公司推进生产作业模式数字化转型，稳步推进一键顺控、远程智能巡检及变电站智慧化改造，探索机器代人技术。
2021年年底，浦东供电公司完成公司首批智慧变电站之一——110千伏前滩变电站的智慧化改造，并于2022年建成上海首个新一代集控站。运维人员在电脑上轻轻一点，就能完成断路器、隔离开关状态转换一键顺控，减少了倒闸操作时间，降低了作业风险;变电站一次、二次及辅助设备实现“状态数据化、数据可视化”，使人不到场也能掌握设备情况;进站人员采用人脸识别确认身份，不需要设备主人到现场许可。
“经过前期的努力，目前变电站运维工作中的基础倒闸操作、例行巡检可实现无人化。但一些细节较多的操作任务仍需人员到现场。”浦东供电公司运维检修部副主任万轶伦介绍，“我们希望变电站有一个仿生机器人，一方面能远程执行程序，另一方面也能扩展现有智能巡检的覆盖面。”
浦东供电公司梳理了运检班组提出的具体需求，在充分论证了机器代人技术的可行性后，于2023年年初开始建设变电站全机器代人样板间。10个月后，该公司自主设计研发、拥有自主知识产权的变电站新型仿生机器人“浦睿”在110千伏前滩变电站投入试运行。
以研发仿生机器人为目标
跨专业柔性团队开展头脑风暴
为研发机器人“浦睿”，浦东供电公司运检部组织来自运维、监控、检修、继电保护及状态评价等专业的9名青年骨干组成跨专业柔性团队，开展头脑风暴和技术攻关。
“我们要充分考虑仿生操作的安全性和可靠性。机器人要能够做拧螺丝、开柜门这种精细动作，又要有足够力量完成开关设备的相关操作。”
“我们得应用触觉感应力反馈技术，避免机器人用力过猛。”
“现在有些变电站内安装的轨道式机器人可实现视频巡检等功能，但视角有限，像开关柜里面的断路器动作计数器就看不到。”
“我们在新机器人上配置一个内窥镜，还可以安装第一视角和360度全景摄像头，搭配VR眼镜使用，让远程操作机器人像开车一样简单。”
……
经过一次次集中讨论、技术调研，在国网上海电力设备部的支持下，柔性团队打造出变电站新型仿生机器人“浦睿”。团队成员在设计中坚持模块化、仿生化、实用化的理念，应用了触觉感应力反馈、机器视觉引导、VR视界回传等技术，实现了机械臂、仿生手(指)以及操作平台等部件高效协同和精准定位，并针对不同业务场景定制开发了多功能末端工具库。“‘浦睿’可以应用在无人值守变电站，与站内已部署的智能手段实现功能互补。”柔性团队成员、浦东供电公司运检部变电运维专职江斌开说。
机器人“浦睿”采用模块化设计
可像运维人员一样完成各种工作
相比以往仅搭载高清视频和单一末端工具的巡检机器人，机器人“浦睿”不仅有“胳膊”和“手”，还有“夹爪手”“钥匙手”“摇柄手”等多种末端工具。“正常情况下，‘浦睿’随身携带五套末端工具，还可根据不同工作需求，随时到变电站内的工具箱处调换末端工具。”柔性团队成员、浦东供电公司变电运行专业工程师吴炯介绍。
采用模块化设计的机器人“浦睿”将不再局限于固定功能和应用，可以像运维人员一样完成各种各样的站内工作。它可通过使用双目摄像机、微型补光相机消除视觉盲区，实现无死角精准巡检;通过仿生手(指)与专用操作手柄、柜门钥匙等工具的配合开展柜内作业，完成倒闸操作;利用仿生手(指)执行布置安全措施指令，并结合远程许可功能实现无人化工作许可;及时告警现场不安全行为和异常情况，实现远程现场监护;在极端情况下人员无法进站时，实时回传现场数据图像，必要时还可开展负荷转移、灭火等操作。
浦东供电公司运检部变电运维一班班长、设备主人李鹏展说：“我们管辖的变电站都是无人值守的。变电站新型仿生机器人让我们的运维管理工作更高效、更智能。”
浦东供电公司将继续开展机器人自学习研究，并在集控站设置后台遥控操作间，加快建成“全面监控+仿生遥控+智慧管控”变电站全机器代人样板间。（孔令东 于盛楠）
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