效率提高75%!上海经研院自研电缆井勘测机器人,可防漏电、抗电磁干扰

自动化那些事 2023-12-04
1955 字丨阅读本文需 5 分钟

11月20日,在上海浦东洋基(电气)110千伏输变电工程施工现场,上海电力经济技术研究院员工应用该院攻关团队自主研制的水下机器人勘测了电缆工井的内部环境。

操作人员在地面上远程控制,一个18寸行李箱大小、搭载照明灯和摄像头的水下机器人在电缆工井中灵活移动,实施勘测作业。研究团队于今年4月研发出了具备防漏电、抗电磁干扰等性能的电缆工井勘测水下机器人,实现电缆工井勘测工作“机器代人”,进一步提高了勘测精准度和效率。

电缆井敷设要求概览

电缆敷设是指沿经勘査的路由布放、安装电缆以形成电缆线路的过程。根据使用场合,可分为架空、地下(管道和直埋)、水底、墙壁和隧道等几种敷设方式。合理选择电缆的敷设方式对保证线路的传输质量、可靠性和施工维护等都是十分重要的。

长途通信电缆为保证其通信安全可靠,一般采用直埋敷设方式。市内主干电缆(中继和用户主干电缆)为保证其通信安全可靠、安装更换方便和市容美观等,一般采用管道敷设方式。市内配线电缆可采用架空和墙壁敷设方式,随着现代化城市建设的发展,也将逐步为管道敷设方式所取代。

电缆井一般是一个有圆形的或是方形的盖子的井是进行下人进行电缆检修用的,一般小区内都在30米处和拐角处设电缆井,电缆沟是敷设电缆用的,电缆敷设上以后一般很少动他了,电缆沟上是一块块盖板,盖板厚度根据上方承重确定,有车过的时候200厚配筋,没车过100厚配筋即可,宽度根据电缆敷设根数确定,长度根据电缆走向确定。一个盖板的工井就叫做开启式工井。

电缆工井环境勘测是电缆敷设的一个重要环节。电缆井适用于电缆排管、电缆沟敷设中电缆接头、电缆分支、预留电缆余量及电缆施工等工艺要求的情况。电缆井根据电缆敷设工艺要求,采用人员下井工作模式时,电缆井深度不小于1.9m,其井盖尺寸应满足人员上下井;当采用人员不下井工作模式时,电缆井深度可适当调整,其盖板可开启。

人工下井勘测需要先用水泵将井内的积水抽干,用排风机排除浊气,检测井内无有毒有害气体后再进行。井内空间狭小、光源不足,人工勘测容易出现漏测、漏拍等情况,且人工勘测需要两三个小时,效率较低。目前,上海地区有约40万个电缆工井,仅靠人工作业已经难以满足电缆工井勘测需求。

水下勘测机器人问世

2022年11月,上海经研院的攻关团队开始研发搭载勘测系统的水下机器人。研发团队应用图像分析算法等新技术、新方法,于今年4月研发出了具备防漏电、抗电磁干扰等性能的电缆工井勘测水下机器人,实现电缆工井勘测工作“机器代人”,进一步提高了勘测精准度和效率。

电缆工井勘测水下机器人试用过程中,攻关团队发现,水下机器人拍摄的电缆孔图像普遍存在变形问题,导致内径测算存在偏差。团队成员给水下机器人更换了精度更高的摄像头,但这个问题还是存在。

经过多次试验分析,攻关团队发现,水下机器人在靠近电缆工井井壁时,无法保证摄像头正对电缆工井,所以拍摄到的电缆孔有时会变形为椭圆形,影响后续测算精度。因此,攻关团队在水下机器人两端增加了声呐设备,通过对比两个声呐设备采集到的数据,判断调整水下机器人两端与井壁间的距离,确保水下机器人机体在水平方向上与井壁平行。电缆孔图像变形问题解决后,水下机器人搭载的像素点测量工具、激光点云标注装置可以通过比例换算,自动算出电缆孔内径的准确尺寸,勘测精度达到了毫米级。

截至目前,在上海电网220千伏及以下电缆工程中,电缆工井勘测水下机器人的应用率已经达到30%。水下机器人能在不排水、不排风的状态下,全方位勘测电缆工井内的工况及相关参数,所用时长较人工勘测缩短75%。应用水下机器人后,原本单次需要5人完成的电缆工井勘测工作现在只需要2人就能完成,勘测费用也大幅下降。

电缆井勘测机器人市场

管道机器人勘探电缆,也叫管道机器人探测电缆管道检测机器人电缆管道机器人信号电缆管道机器人控制电缆管道机器人结构电缆;管道机器人勘探电缆是是运用于管道机器人的专用型电缆线,主要是为管道机器人机器设备出示操纵连接或数据信号传送应用。

管道机器人勘探电缆应用于市政雨污水、矿井检测勘探,隧道验收,地震搜救,消防救援,灾害援助,电力巡检,排爆,窨井检修井及孔洞的养护工作,管道养护隐患排查,工程施工验收,城市建设规划,石油运输管道,电力管沟、各种大孔径管道,施工单位的工程自检,各种储罐、槽、箱等应用领域。

近年来,中国电线电缆行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策,鼓励电线电缆行业发展与创新,《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》《中国电线电缆行业“十四五"发展指导意见》等产业政策为电线电缆行业的发展提供了明确、广阔的市场前景,为企业提供了良好的生产经营环境。具体情况列示如下:

伴随我国城市基础设施建设和国民经济的高速发展,我国电线电缆行业也迅速发展。数据显示,2022电线电缆行业市场规模达1.17万亿元,预计2023年市场规模将达到1.20万亿元。电缆工井环境勘测是电缆敷设的一个重要环节,受益于机器人的勘探成本下降和效率的提高,未来市场前景广阔。

文章来源: 国家电网报,识典百科,电气设计狄老师 ,德汝电缆生产厂家,中商产业研究院

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