简旭-220kV变电设备等电位带电作业机器人研制及应用.pdf

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1、220kV变电设备等电位带电作业机器人变电设备等电位带电作业机器人研制及应用研制及应用国网湖北电科院设备技术中心简旭2023年03月EPTCContents目录02现有变电机器人技术现状03220kV带电作业机器人研制及应用01背景04项目典型成果05总结及展望EPTC3中国制造2025和“十四五”机器人产业发展规划文件部署全面推进实施制造强国战略，其中明确指出机器人发展为中国制造2025重点突破方向的一部分。2023年1月工信部“机器人+”应用行动实施方案指出，到2025 年，制造业机器人密度较2020 年实现翻番，特种机器人行业应用深度和广度显著提升。推动企业突破机器人高空、狭窄空间、强电

2、磁场等复杂环境下的运动、感知、作业关键技术。推广机器人在光伏电站、枢纽变电站、重要换流站、主干电网、重要输电通道等能源基础设施场景应用。推进机器人与能源领域深度融合，助力构建现代能源体系。1 1 政策背景一、背景EPTC4 根据2011年、2016年及2021年的中国电力行业年度发展报告，近10年来，全国电网220kV及以上变电设备容量增长了123.69%，其中近5年的增长率为33.85%。日益增长的变电设备规模有效保障了经济社会发展对能源电力的需求。22.0836.9049.390102030405060千亿伏安2011-2021年中国220kV及以上变电容量2011年底2016年底2021

3、年底2 2 行业背景一、背景EPTC5“十三五”期间，电网规模迎来了爆发式增长，而传统的运维检修模式无法实现资源的优化配置，运检资源分配随意性较大，制约了运检效率的进一步提高。通过机器人、人工智能技术等现代科技提升变电站运检智能化水平、提升设备可靠性、提高劳动生产率，对提高电网安全稳定和缓解人力资源紧张具有长远意义。提升设备智能运检水平降低生产运营成本建成国际一流电网一、背景培养高技能水平运检团队2 2 行业背景EPTC6检修内容与应用范围受限临时停电、陪同停电、零星停电较频繁带电作业安全隐患大，难以常态化开展输变电传统检修模式与人工带电作业方式：不适应新形势下的电网智能运检、安全带电作业的需

4、求，智能、安全带电作业装备的发展较为迫切。外绝缘积污停电清扫螺栓松动、过热停电消缺母线设备检修需母线陪停智能化带电清扫、消缺需求二、现有变电机器人技术现状人工带电作业现状EPTC71 1 220kV带电水冲洗机器人（山东电力，2016年）二、现有变电机器人技术现状技术特点：（1）履带移动平台，可在变电站道路、草地或砾石道路移动；（2）绝缘伸缩臂装置，保证机器人设备的绝缘性；（3）纯水清洗机制发生装置，保证清洗过程绝缘性；（4）无线遥控器，极大程度保证人身安全。EPTC8二、现有变电机器人技术现状2 2 220kV单臂带电作业机器人（山东电力，2016年）技术特点：（1）由履带式绝缘升降平台、六

5、自由度液压机械臂、主控系统、带电作业工具、手持式遥控器五部分组成；（2）机械臂夹持绝缘工具机械臂夹持绝缘工具作业模式作业模式，可扩展搭载各类工具，RTV喷涂工具、干冰清洗工具等；（3）定制化运输车辆，实现从一个变电站到另一个变电站的运输。EPTC93 3 220kV带电水冲洗机器人（山东乐普韦尔，2016年）二、现有变电机器人技术现状技术特点：（1）将移动平台和绝缘部位进行集成，可在变电站道路、草地或砾石路移动；（2）去掉伸缩臂部分，大大减少设备本体体积（1.8*1.2*2m）；（3）现场布置纯水发生装置，保证清洗过程绝缘性；（4）活动式喷嘴，可对不同距离和高度的绝缘子设备进行清洗。EPTC1

6、0技术特点：（1）垂直升降式绝缘平台；（2）采用绝缘直线滑轨进行清洗，滑轨可做左右及俯仰运动；（3）采用干冰机上置方案，避免干冰颗粒在管道内的长距离输送，有效保证干冰清洗效果；（4）采用基于WIFI及无线蓝牙技术的遥控技术。二、现有变电机器人技术现状4 4 220kV干冰清洗机器人（华中电网、武汉大学，2017年）EPTC11技术特点：（1）履带底盘+折叠臂式220kV绝缘平台；（2）旋转式毛刷清洗工具；（3）使用纯机械装置实现移动式伞裙清扫；（4）采用遥控方式进行无线控制。二、现有变电机器人技术现状5 5 220kV绝缘子清扫机器人（南方电网，2020）水冲洗作业近电位作业摘除异物伞裙清扫E