廣州供電局輸電線路工作室青年團(tuán)隊(duì)研發(fā)巡檢“神器”——
機(jī)器代人上電塔
左上圖 工作室培訓(xùn)基地。就是在這里，工作室成員完成了“飛火”無人機(jī)的設(shè)計(jì)、開模組裝和調(diào)試。左下圖 深夜，團(tuán)隊(duì)還在討論無人機(jī)支架新設(shè)計(jì)方案。右圖 飛行器起飛，調(diào)向，灑燃料—噴火！
“你們是南網(wǎng)最靈活的觸角，蔓延四方，吸取養(yǎng)分，而后忽然綻放，滿園芬芳。青春代表著無數(shù)的可能，與青春交談，與南網(wǎng)同行，南網(wǎng)的未來，就在這些青春行者中。”這是9月24日第四屆“感動南網(wǎng)”頒獎典禮上的一段抒情頒獎詞，它嘉獎的是一群實(shí)在的年輕人和他們實(shí)在的創(chuàng)新成果。
這是一個由廣州供電局輸電管理所蕭振輝、唐志剛、符菲、吳省身、吳卓騰等“80后”青年員工組成的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，他們懷揣著幾代輸電人的夢想——機(jī)器代替人工登塔，矢志探索，自學(xué)成才，最終成功自主研發(fā)出輸電線路巡檢飛行器、噴火式飛行器、地下行走式巡檢機(jī)器人等一系列輸電作業(yè)的“神器”，在當(dāng)下的電力行業(yè)掀起了一場革命。團(tuán)隊(duì)也相繼獲得了2014年第六屆全國電力職工技術(shù)成果一等獎（第1名）；以總分第一的成績當(dāng)選“2015感動南網(wǎng)”年度團(tuán)隊(duì)。
的確，青春代表著無數(shù)的可能，青春可以成就飛火傳奇。
讓輸電線路巡檢“飛”起來
在供電行業(yè)，輸電人常說“寧爬三座山，不登一基塔”，曾在架空線路運(yùn)行班組輪崗實(shí)習(xí)的蕭振輝對人工登塔的難度和危險(xiǎn)性深有體會。
過去巡檢線路，輸電人主要靠眼睛和望遠(yuǎn)鏡直接觀察，如果發(fā)現(xiàn)問題就要登上幾十米的高塔實(shí)地探查。一旦導(dǎo)線發(fā)生故障，輸電人就要立即斷電，綁著安全帶沿著電線一步步爬到故障處檢修，十分危險(xiǎn)。同時，作為國內(nèi)特大型城市，廣州的輸電線路長達(dá)7000公里且構(gòu)造復(fù)雜：北部有山，南部靠海，番禺區(qū)與南沙區(qū)河網(wǎng)密布，需要鐵塔跨越多個河道，這些都增加了線路巡檢的難度。
“機(jī)器代替人工登塔”，可謂幾代輸電人的夢想。早在1999年，廣州輸電所為了實(shí)現(xiàn)高空機(jī)器巡檢，曾經(jīng)嘗試過購買有人直升機(jī)“飛行小時”。但因費(fèi)用太高、普通直升機(jī)難以滿足電力系統(tǒng)需求等因素，購買“飛行小時”并未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)時的負(fù)責(zé)人與還是普通輸電工的賀智濤，共同提出了飛行器巡檢這一設(shè)想，但之后很多年，一直處于停滯狀態(tài)。“飛行器的操控要求太高了，而且成本也是個大問題，在我們這樣的非科研單位，研發(fā)飛行器這樣燒錢的事，幾乎是不可能的。”賀智濤無奈地介紹。
直到2010年，大疆公司推出了一款飛行器操控軟件，這才出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。該軟件可以在操作時對人手的抖動進(jìn)行校準(zhǔn)微調(diào)，降低了使用者的技術(shù)門檻，相應(yīng)成本也大幅下降，輸電所才得以從生產(chǎn)經(jīng)費(fèi)中擠出有限的資金來進(jìn)行研究。2012年，基于各方面條件都已成熟，作為輸電所所長的賀智濤開始力推“輸電線路立體化巡檢技術(shù)體系”規(guī)劃，期望做到“架空線路日常巡線不上塔、電纜線路日常巡線不下隧道，無人動力傘初巡，飛行器細(xì)查，檢修過程遠(yuǎn)程干預(yù)”。而這一光榮而艱難的任務(wù)，便落在了蕭振輝等年輕人身上。同年9月，賀智濤下了死命令：“明年5月迎峰度夏前，一定要把飛行器搞出來！”
“普通航模野外抗風(fēng)性差，對地形要求也很高，而電力部門需要的是抗高壓抗強(qiáng)電磁場、同時適合野外作業(yè)的輕便型飛行器，我們當(dāng)時就對已有老機(jī)型進(jìn)行改造。”蕭振輝向記者介紹。
“當(dāng)時真是什么都不懂，一切都要從頭學(xué)起。”吳卓騰苦笑道，“那時我們一沒經(jīng)費(fèi)來源，二沒專家支持，只能自學(xué)。為了跟民間高手請教，我們幾乎每周都去深圳，下著大暴雨也去”。除了學(xué)習(xí)無人機(jī)的相關(guān)知識，找材料也花費(fèi)了他們不少時間和精力，“廣州和深圳的電子器材城我們都走遍了”！
功夫不負(fù)有心人。很快，一代機(jī)被造出來了。相對之前的舊機(jī)器，一代機(jī)最大的改進(jìn)是由單旋翼式變?yōu)槎嘈硎剑鰪?qiáng)了穩(wěn)定性，成本也做到了大幅下降。但在試飛過程中，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)，一代機(jī)還是不夠輕、不夠穩(wěn)、不夠便宜，后續(xù)使用中出現(xiàn)了很多問題。
蕭振輝和團(tuán)隊(duì)立即開始了二代機(jī)的研發(fā)，原創(chuàng)了飛行器的新型框架結(jié)構(gòu)，大幅減輕了機(jī)器重量，抗風(fēng)性能和續(xù)航能力也明顯提升。同時，他們還自制零件，研制專用材料。最終，二代機(jī)實(shí)現(xiàn)了電力專用零部件95%自主研制，抗風(fēng)性能從5級提升到6級，續(xù)航能力提高了50%，而成本只要約2萬元，極大提高了飛行器在線路巡檢工作上的實(shí)用可能。
2013年5月29日，受雷雨天氣影響，220千伏北犀乙線發(fā)生跳閘。30日，輸電管理所自行研發(fā)的飛行器首次“披掛上陣”，干凈漂亮地完成了任務(wù)。
噴火飛行器開世界先例
線路巡檢的問題解決了，但如果飛行器發(fā)現(xiàn)了輸電線路上掛有如農(nóng)用薄膜等障礙物，輸電人員不是依然要斷電爬塔，到高空清障嗎？“飄掛物難預(yù)防、難清理、容易跳閘，處理時還有一定的觸電風(fēng)險(xiǎn)，很讓人頭疼。”蕭振輝說。為了解決飄掛物帶來的安全隱患，蕭振輝他們又接到了新的任務(wù)。“你們要讓飛行器能噴火，還得在帶電環(huán)境下噴。”事實(shí)上，賀智濤發(fā)出的已經(jīng)不是一個普通的指令，因?yàn)樵谑澜缟弦矝]有這樣的先例，這意味著一次零的突破。
那段時間，小伙子們經(jīng)常抱著機(jī)器驅(qū)車到郊外，風(fēng)餐露宿，在不同地理?xiàng)l件和氣候下進(jìn)行測試，身邊還得帶著兩罐滅火器。“那時回家經(jīng)常灰頭土臉。”唐志剛回憶道。
“燃料是個難點(diǎn)。柴油燃燒產(chǎn)生濃煙太多，酒精又揮發(fā)得太快，不符合我們的要求。”蕭振輝說，當(dāng)時他們搗鼓了一段時間，自行研制了以汽油為主體的特種燃料，并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，得出最佳配比，“仿佛現(xiàn)在都還能聞到那股汽油的味道”。
除燃料外，電場環(huán)境也是個難題。在帶電的高壓環(huán)境里，離電子流會產(chǎn)生強(qiáng)大吸力。“起初進(jìn)行的一次實(shí)地試驗(yàn)時，飛行器噴出的火舌剛接觸導(dǎo)線，飛行器立馬就被吸過去墜毀了。”符菲說。后經(jīng)多次試驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)最終研發(fā)出“兩步走”的方法：先噴灑霧化水珠狀的汽油作為燃料，點(diǎn)火后立即熄火，避免電場力作用；當(dāng)飄掛物燃燒時，適時再度噴灑燃料助燃，順利解決了這一問題。
2014年6月16日，受臺風(fēng)“海貝思”影響，500千伏北郊站出現(xiàn)農(nóng)用薄膜被吹裹到高壓導(dǎo)線上的情況，需要緊急處理。時值迎峰度夏負(fù)荷高峰期，噴火飛行器臨危受命，一戰(zhàn)成功。以往需要停電且動用5人花費(fèi)3至5個小時的作業(yè)，因?yàn)轱w行器助陣，噴火清障實(shí)際操作過程只需幾分鐘。
實(shí)用才是真成果
雖然號稱“傻瓜機(jī)”，但對于普遍知識水平不高、年齡又較大的輸電線路工人來說，巡檢飛行器真的像所說的那樣簡單易學(xué)嗎？“飛行器問世后，我們開始對班組同事進(jìn)行培訓(xùn)，只要系統(tǒng)地培訓(xùn)兩個星期，我們的工人都能熟練掌握飛行器的使用。”蕭振輝介紹。
此外，廣州供電局還組織了多次飛行器操控技能競賽，既培養(yǎng)了工人的動手能力，也提高了他們的積極性。“我們認(rèn)真學(xué)習(xí)，現(xiàn)在都會用了。花半天冒著生命危險(xiǎn)爬塔，跟用機(jī)器幾分鐘搞定，傻瓜才不選機(jī)器。”輸電管理所增城巡維站巡維二班副班長陳國平說得實(shí)在。“任何科研成果，只有落地才能算真成果，實(shí)用才是王道。”賀智濤提起巡檢飛行器的成功應(yīng)用，不無自豪。
自2013年下半年起，輸電管理所開始在廣州地區(qū)所轄的110千伏及以上輸電線路廣泛應(yīng)用飛行器開展缺陷巡檢、應(yīng)急搶修、災(zāi)情查勘、遷改設(shè)計(jì)等電力作業(yè)，目前全所已擁有各式飛行器達(dá)42臺。數(shù)據(jù)顯示，截至今年上半年，輸電所無人飛行器空中巡檢時長達(dá)到71460分鐘，累計(jì)野外飛行3224架次，共查找缺陷1108處。以廣州電網(wǎng)每年架空線路跳閘100次計(jì)，運(yùn)用飛行器，恢復(fù)送電時間能提前半天，每年可增加產(chǎn)值約2592萬元。
“更重要的是，它的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了空中作業(yè)零風(fēng)險(xiǎn)。”蕭振輝說，“生命無價(jià)”。在團(tuán)隊(duì)成員看來，讓一直以來被認(rèn)為缺乏技術(shù)含量的輸電行業(yè)，一舉告別人工時代，才是真正的自豪所在。目前，南方電網(wǎng)公司正在積極推廣他們的成果。“根據(jù)《2013年—2016年巡檢飛行器業(yè)務(wù)推進(jìn)方案》，最終我們所的飛行器將達(dá)138臺，這樣才能滿足日常生產(chǎn)需要。”蕭振輝說。
更令人欣喜的是，蕭振輝所率領(lǐng)的青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正在向下一個目標(biāo)邁進(jìn)：研究具備“魚槍”彈射裝置的多旋翼無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線路不停電情況下空中向鳥巢彈射“魚槍”，直到把鳥巢拉下桿塔。
