5月1日,由南方
电网广东公司推送的“新时代电工”团队亮相中央电视台一套五一国际劳动节特别节目 《相聚中国节,我奋斗我幸福》。“佛电空军”4名成员作为“南网空军”的王牌飞手,在舞台上尽显飒爽英姿和精湛的无人机驾驶技术。
印象中,新兴科技与传统行业之间,似乎总是给人一种距离感,双方较难靠近。不过,南方电网广东佛山供电局却很自然地打破了这个“魔咒”。
通过对新科技的研究和引进,该局建立起一支能够“上天、遁地、下海”的“海陆空大军”,搭建起“立体巡检”的工作模式,全方位布防电网安全。
一手将“佛电空军”队伍带起来、原佛山供电局
输电管理所主任何通接受采访时感慨:“跟原来相比,现在输电线路运维方式可谓发生了翻天覆地的变化。”
“空军一队”:全国首创无人机自动驾驶精细化巡检,效率提高近3倍
输电专业的日常工作内容,主要是线路巡视和检修,但“巡视”这看似轻飘飘的两个字,却占了整个输电管理所超过70%的工作量。
在过去,根据设备状态评价结果,线路巡视大致分为一月一巡、两月一巡和三月一巡等,无论市区郊区,或是山上地下,都需要巡视人员一步一个脚印地丈量出来,尽管如此,还是存在一些安全隐患无法及时发现的情况。
正因为如此,“佛电空军”在2014年正式成立,本着降低作业风险、提高工作效率,实现安全、成本、效能总体最优的出发点开启无人机研究之路。研究之初,该团队便把无人机定义为一件普通“手工具”。当整个行业在大飞机、高清摄像上发力时,他们独辟蹊径,把目光投向造价低廉但飞行效果十分不理想的多旋翼无人机,自主开展云台稳定性、避障、遥控器增程等新技术研究,苦练驾驶技术,实现了长时间超视距飞行。这一尝试,引领了广东电网乃至整个行业多旋翼无人机应用大潮。
何通介绍,无人机巡视经历了3个阶段:第一阶段为初步引入阶段。当时因为遥控距离等的限制,无人机巡视尚不能完全替代人工,但“机巡”与“人巡”相结合,在一定程度上降低了工作难度,提高了工作效率;第二阶段为大规模推广阶段。2015年无人机技术开始突飞猛进,遥控距离、传输距离和相机像素等都有了大幅提高,基本具备了无人机线路巡视的可能性;第三阶段为自动驾驶阶段。随着无人机的控制精度提升,该所对无人机自动驾驶技术的研究也取得了质的飞跃。
该所信息及科技专责曾懿辉告诉笔者:“经过近3年的探索,我们在地形地貌建模、辨识输电设备空间位置和无人机自主飞行定位三方面取得了厘米级误差的突破,在全国率先实现了无人机自主飞行精细化巡检。”自动驾驶无人机的投用,真正解放了巡视人员的双手,效率进一步得到提升。目前单台无人机完成一基双回路杆塔巡视只需要5分钟左右的时间,每日可精细化巡视90基杆塔,巡视效率提高近3倍。
2018年4月,“佛电空军”团队在业界首创同塔四回路输电线路高精度激光雷达建模。2017年,南方电网电力线路机巡作业示范基地、大疆公司“电力行业无人机联合测试工作站”先后在佛山供电局挂牌。2018年3月,大疆公司行业应用欧洲分部研发专员还专门赴佛山学习交流。
接下来,“佛电空军”还将积极向第四阶段,即智能巡视探索。比如一方面在杆塔之间设立充电桩,让无人机可以自动充电,实现持续智能巡航工作;另一方面,推进研究智能识别技术在线路巡视中的应用,无人机自主识别线路缺陷与隐患,进一步减少机械性人工成本的投入。
“空军二队”:全方位视频监测,两分钟足不出户如临现场
自动驾驶无人机的投用,使巡视质量及效率大幅度提高。不过在日常工作中,无人机巡视的间歇时段或在无人机禁止飞行的地方,都可能出现线路隐患得不到及时发现的情况。
曾懿辉介绍:“输电和变电有些不同,输电线路及设备长期暴露在外,容易受到外界环境因素影响。如果一段时间没有进行通道巡视,搞不好下面就盖个房子、种几棵树、有个吊车,甚至还有人偷盗等等,很多情况都可能发生,这些将严重影响公共安全,因此我们都要高度重视。”
于是,该所又创新了另一种巡视方式———在线视频监测系统。
该所充分利用输电设备自身的独特优势,在杆塔上面安装视频监控设备,通过杆塔高空的视角,将线路通道附近的情况一览无余,成为替代人工巡视的又一大利器,一改过去需要巡视人员蹲点巡视、攀爬杆塔的工作模式。
在线视频监测系统的特色还在于,该所针对自身的工作需求,自主研发、定制了视频监测系统的操作后台,监控设备在线路通道现场采集的信息,可以上传到云端,再推送到对应线路人员的手机终端。这样一来,线路人员无论在何时何地,只要打开手机终端就可以收到该线路定向推送回来的图像,发现潜在隐患可以及时进行解决。
更具实用性的是,从图像采集、传送到接收,整个过程仅需2分钟,也就是说,通过手机终端,足不出户就可以像亲自到现场巡视一样,掌握现场的最新情况。而且机器换人,可以达到24小时全天候在线,及时性和连续性得到了极大保障。
视频监控设备安装便捷,对于该所来说,也是其迅速填补巡视空白点的好帮手。比如,在清明节之前,该所在潜在山火隐患的线路通道,加装了山火监控,有效布防电网运行安全。
“陆军”:机器人地下隧道护航24小时自动巡查
“上天”的手段介绍完,现在我们来看看该所“遁地”又是如何做到的呢?
我们知道,输电线路就像城市的血脉一样,穿行在城市的各个角落,有高高矗立空中的铁塔和架空线,也有深埋地下默默输送电力的
电缆。
电缆隧道处于地下深处,比较潮湿,环境恶劣,巡视人员在里边长期作业,存在一定的安全隐患和健康隐患,机器换人显得十分迫切。
为此,该所在佛山3条专用电缆隧道内建成国内最先进的电缆智能在线监控系统,集成了视频、环流、局放、红外测温等功能,并可以远程控制风机、抽水泵、自动消防报警等,可充当24小时“电缆情报尖兵”,全面监控隧道内电缆运行状态。
隧道机器人启动之后,在每天的设定时间,可以全自动地进行巡视,将影像实时传回后台。从佛山输电所自主开创的操作后台可以看到,机器人不是机械地来回移动,而是在来回移动的过程中,可以精准定位隧道内的电缆中间接头等重要节点,并在这些重要节点留出更长的巡检时间,开展红外测温、环流检测等,并适时将检测数据反馈至后台,使后台监控人员可以随时掌握电缆运行状况,及时发现潜在的缺陷与隐患。
该所电缆班副班长梁健明告诉记者,近年来,电缆运维团队着力探索“机巡+人巡”的电缆运维方式。除了隧道巡视机器人的应用外,还把无人机应用和电缆专业相结合,而这一点是其他单位还未涉及的领域。他介绍,在电缆工程土建完成阶段,利用无人机对通道进行测绘,把测绘数据放到谷歌地球上,还原工程建设时候电缆的路径走向和敷设方式,就算日后地形地貌发生变化,只需在谷歌地球上取任意参照点进行测量,通过测量出电缆通道与参照点的距离,即可准确还原电缆通道所在位置,方便运行人员对外施工单位进行安全交底,确保电缆运行安全。若碰上故障抢修,需要开挖土方时,则能够快速锁定电缆准确位置,减少开挖面积,为故障抢修赢得宝贵时间。
同时,该团队还致力于利用新技术提高电缆运维的精度,把运行管理关口前移至工程建设阶段,新建电缆工程中,在土建施工阶段引入RTK空间定位测量技术来实现电缆通道的厘米级精度定位;引入管道轨迹定位技术 (惯性导航陀螺仪)来测量电缆顶管,实现顶管路径和深度的厘米级定位,解决了行业内的顶管路径复测的老大难问题。通过技术手段,电缆通道的管理模式从传统的图纸管理转变为更加直观精确的坐标管理。目前,电缆团队正在不断探索存量电缆的高精度定位问题的解决方案,在不久的将来,他们还会逐步建立起佛山电缆地理信息系统,真正实现电缆运维的精细化管理。
“海军”:无人船监测水下战场提前预测提前杜绝隐患
那么“下海”又是怎么回事呢?
原来,输电线路与杆塔经过的地形地貌非常复杂,其中便包括了河流湖泊。在这些复杂区域架设线路和杆塔,除了在建设之初需要克服很多困难之外,后期的维护也给运维人员提出了更复杂的难题,比如河床是否发生变化了,基础有无下沉、冲刷、裂开等,这些问题潜藏在水底下,肉眼难以分辨,预防隐患也就无从说起。
无人船的引进可谓一针见血,一举将这些难题克服。同样通过精准定位、建模等方式,让无人船满足水下巡视的需要,依靠声呐雷达技术,测绘水下地形,对比分析提前发现隐患,将隐患消灭于萌发时期。
“智囊”:倾听一线的声音开垦经营创新的土壤
“我们很多项目都是来自基层。”何通这样告诉记者。
该所有一个特殊的平台———职工创新工作室,如果职工在工作中遇到什么难点,就可以通过职工创新平台提交一个创新点,最后将其中有价值的创新点立项研究,助推企业成长,无人机项目也是由此而来。
职工创新工作室的设立,极大地激发了职工的创新积极性,也为职工的创造热情提供了一个展现的平台,促进职工个人能力的提升之外,也让该所在一点一滴的积累中,收获满满的成绩,形成了良好的人才成长机制。如今,该所整体人才素质当量达到1.1,其中电缆专业的人才素质当量更是达到了1.26,均居广东电网输电专业前列。