近年来，随着电网规模的跨越式发展，角钢塔在110千伏—750千伏的输电线路工程中占比90%以上，是应用最广泛的铁塔形式。而角钢塔螺栓数量大、分布广，主要依靠人工借助简单工具或电动扳手进行作业，不仅会耗费大量的人力，还存在紧固力矩不达标、一致性差的缺陷，也时刻伴随着人员安全风险。

近日，国家电网有限公司科技项目“角钢塔塔身螺栓紧固机器人研究”在新疆750千伏亚中—达坂城输电工程3号铁塔完成攀爬越障和螺栓紧固作业，标志着角钢塔塔身螺栓紧固机器人首次在国内超高压线路实现试点应用。

他们每天在高空拧上千个螺丝

检查螺丝是否松动，然后紧固，再检查……从早上7点多开始，王怡恒已经重复了500多次这样的动作。这一天，他和搭档顾洪伟一起，将对110千伏垦商线1号铁塔上的1000多颗螺丝进行复紧。

5月1日，国网南通市海门区供电公司组织50余名各专业人员对110千伏垦商线1号至17号塔进行集中消缺，王怡恒就是其中的一员。本次消缺内容涉及线路测参、铁塔接地电阻测量、铁塔螺丝复紧等。其中，工作量最大的要数螺丝复紧工作了，因为这17基铁塔约有2万余颗螺丝。

“这项工作原计划是安排在节后做的，因该线路上的用户节日期间设备检修，还有新用户变电站投运需要，故将原工作提前到‘五一’节了。”据国网南通市海门区供电公司项目负责人张端介绍，该线路原为招商豪华游轮专用线路，现属于该公司资产，为提前做好海新船务新变电站的接入投运工作，该公司对线路实施全面消缺，并要求一天内完成。

下午2点，外面气温达到了28摄氏度，在垦商线1号塔下面，消缺工作负责人王卫东正抬着头，眼睛紧盯着铁塔上方作业人员的一举一动，汗水像珍珠一样从他的额头滚到了嘴角。“一定要将螺丝旋紧到过弯强度极限点，每一个螺丝都要过一遍！”顾不上擦去一脸的汗水，王卫东用他沙哑的嗓音不停地向塔上人员交代作业注意事项。

铁塔上面，王怡恒挥动着手中的扳手，忽上忽下、忽左忽右，灵活地变换着角度。随着扳手的不断“跳跃”，王怡恒也一点一点地在铁塔上“蛇”行……一字排开的17基铁塔上的作业人员，他们或张弓跨步，或举手攀爬，就像一个个跳动的音符，奏响了“五一”独特的劳动之歌。

下午17点30左右，忙碌了将近10个小时的工作终于结束了。从30多米高的铁塔上下来，王怡恒解下身上沉重的保险带，深深地舒展了一下已经麻木的双臂道：“今年是疫情散去后的第一个劳动节，很多人都出去旅游了，而我却选择跟同伴们爬上这高高的铁塔过节，觉得很有意义。”跟王怡恒一样的，还有其他33名登塔作业人员。这一天，他们用手中的扳手，将2万余颗螺丝牢牢地“焊”在了铁塔上，他们手里的一个个血泡也让“剪刀撑”牢固地撑起一座座巍巍的塔身。

填补铁塔螺栓紧固机器人领域空白

近日，在新疆750千伏亚中—达坂城输电线路工程3号铁塔，长约3米、重约180公斤的机器人附着塔身，沿角钢塔主材精准攀爬，对塔身的螺栓进行识别定位后，按规定扭矩值自动对螺栓进行紧固。该机器人由机械系统和控制系统组成。机器人在塔上工作时，现场工作人员通过人机交互界面进行远程操控，让机器人完成了攀爬越障和螺栓紧固作业。

这是角钢塔塔身螺栓紧固机器人首次在国内超高压线路试点应用，填补了超高压铁塔螺栓紧固机器人技术领域的空白，对助力输电工程施工由机械化向智能化转型升级具有重要意义。

据了解，此次“角钢塔塔身螺栓紧固机器人研究”项目由国网新疆电力有限公司牵头，国网新疆电科院负责承担实施作业环境与总体功能需求分析，新疆送变电公司负责机器人试点应用的现场协调配合，中国电科院、北京理工大学等单位提供核心技术的理论指导和技术支持。

此次研发的角钢塔塔身螺栓紧固机器人，可适用于高压和超高压输电工程，它不仅能替代人工作业，有效降低人员作业强度和安全风险，还能保障螺栓扭固的一致性、提高角钢塔组塔施工质量，具有广阔的应用前景。

从国网新疆电力有限公司了解到，角钢塔塔身螺栓紧固机器人研究是国家电网有限公司科技项目。项目成员之一，北京理工大学自动化学院智能感知与运动控制研究所教授王向周介绍，这款机器人最大的创新点是它的螺栓识别与定位系统的设计。机器人在爬塔时，它的视野中有塔材、联板和螺栓，通过摄影测量和智能识别技术，机器人可实现对螺栓100%的精准识别定位，具有定位精度高、稳定可靠的优点。此外，该机器人还系统解决了自供电、自主攀爬越障、紧固时防螺栓跟转等一系列难题。

国网新疆电力高级专家何成说：“该项目于2020年5月立项，2023年8月完成自验收。在开展首次试点应用前，项目团队对机器人试点攀爬作业的环境、角钢塔材的尺寸参数、螺栓的空间分布情况、总体功能需求以及工程试点应用等问题进行了多轮次的技术研讨。”未来，项目团队将通过优化机器人的材料、抓持方式和紧固机构，进一步降低机器人的重量，增强其适用范围，进而可向特高压线路或者变电工程推广应用。

机器人在电力行业大展身手

随着科技的发展，机器人系统已经成为社会各个行业的重要组成部分。在电力行业中，机器人系统的应用也越来越广泛，从而提高了电力行业的效率和安全性。

巡检机器人：巡检机器人是一种能够自主移动、识别缺陷、收集数据的机器人，可以代替人工进行电力设备巡检工作。与传统的人工巡检相比，巡检机器人具有更高的效率和准确性，同时还可以避免人员因巡检作业导致的安全事故。现在，许多电力企业已经开始引入巡检机器人，如华为、国家电网等。

精准配电系统：精准配电系统是指通过机器人对电力系统中的电压、电流、温度等参数进行监测，使得电力输送更加稳定可靠。该系统在技术上相对较为复杂，需要多种机器人协同作业，但是一旦投入使用，可以显著提高电力系统的质量和安全性。智能化调度系统：智能化调度系统是通过机器人对电力系统中的状态进行实时监测，以帮助调度员做出更加精准的调度决策。该系统通常采用大数据分析和人工智能技术，能够快速识别出系统中存在的问题，并给出有效的解决方案。

在2023国际数字能源展上，400余家企业展示了新产品、新工艺、能源解决新方案。他们的产品针对新的应用场景，解决了行业发展的痛点问题。

“这台是轨道式巡检机器人，”于涛指着其中一台说，轨道式巡检机器人是一款针对电缆隧道、综合管廊等业务场景设计的多功能巡视机器人，这台机器人装载了声、光、红外等各类感知设备，可远程监测电缆本体及隧道环境状态，自动生成巡检报告，大大降低了一线人员的工作量。在发现火情时，可以联动自主研发的消防机器人，及时消除隧道内火灾隐患。在展台的另一头摆的一台叫驻塔式巡检机器人，它可以精准定位隐患，全自主越障、跨塔，通过智能化控制算法保障机器人自主识别防震锤、塔头，智能自适应线路全局环境能力，替代人工高空带电、大风等高危作业环境。

“除了可以发现问题的驻塔式巡检机器人，他还有一位兄弟本领更强，可以帮助电力工人解决问题。”于涛移步指着旁边一台和驻塔式巡检机器人像双胞胎的机器人介绍说，这一台是地线修复机器人，架空高压输电线路长期暴露在恶劣的外部环境条件下，长期经受雷击、外力破坏、风力震动磨损等，容易导致地线发生断股或散股现象。

“为了保障电力系统的正常运行，以往发现地线断股或散股，就需要电力工人第一时间上塔紧固，带电作业风险较高，作业评估流程复杂。现在有了地线修复机器人，该款机器人具有轻量、高效、运动性能等特点、完全可以替代电力工人，降低作业风险，保障经济生活的正常用电。”于涛说。

机器人系统已经成为电力行业中不可或缺的一部分。未来，我们可以期待机器人系统在电力行业的更加广泛应用，从而进一步提高电力系统的效率和安全性。

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