2024年12月23日9時，在山東省青島市靈山島西北海域，青島市黃島區(qū)供電公司創(chuàng)新團隊正在用海底電纜智能巡檢機器人巡檢10千伏靈山島乙線海纜。“聲吶探測到海纜位置在母船東偏南30米處，現(xiàn)在用高清攝像頭近距離確認。”團隊負責(zé)人馬洪波向團隊成員通報。此時，機器人已經(jīng)順利潛入海下12米深處，定位到海底電纜位置。
靈山島距陸地約9.2千米，現(xiàn)有電力客戶1160戶，是青島地區(qū)距離陸地最遠、居民最多的海島。海纜運行環(huán)境復(fù)雜，涌動的洋流易導(dǎo)致海纜與礁石產(chǎn)生摩擦從而損傷海纜，供電員工需要定期開展巡檢運維，清除隱患。
以往，海纜故障處置工作主要依賴專業(yè)人員下海巡檢電纜狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障點后將繩索捆綁到海纜上，通過輪船起吊裝置把電纜提出海平面再開展搶修，操作難度大、成本高。
2024年2月，黃島區(qū)供電公司與中國海洋大學(xué)等高校和單位開展聯(lián)合攻關(guān)，針對傳統(tǒng)巡檢儀器聲光探測能力不足的問題，于2024年9月成功研發(fā)海底電纜智能巡檢機器人。該機器人應(yīng)用光學(xué)、聲吶、電磁技術(shù)三維立體探測海纜情況。除了通過搭載的光學(xué)攝像頭開展可視化巡檢，采用聲吶遠程定位海底電纜位置并采集圖像外，該機器人還能發(fā)出電磁波感應(yīng)海纜電流，定位具體故障點，再用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電磁感應(yīng)近距離識別海纜隱患類型，實現(xiàn)外力破壞、懸空摩擦損傷、電氣類故障等不同類型的海纜故障檢測。
海底電纜智能巡檢機器人機身長67厘米、寬49厘米、高37厘米，重90千克，呈長方體形態(tài)，巡檢姿態(tài)靈活、速度易于控制。“針對不同電纜搶修場景，我們研發(fā)出了多種搭載于機器人的海底提纜機械手。機械手采用變胡克系數(shù)彈簧式設(shè)計，當(dāng)觸碰到故障海纜時會抓取海纜，實現(xiàn)閉鎖，防止海纜脫落。”馬洪波介紹。為了承擔(dān)抓取海纜并提升出海面過程中的力，該機器人的其中一個機械手臂被設(shè)計成“J”形，能將提取海纜的力量由機械手的抱握力轉(zhuǎn)化為機械力，減輕機器人的負擔(dān)，提高檢修的可操作性。
2024年12月24日10時30分，操作人員隋昊田通過母船上的控制平臺查看海纜運行狀態(tài)。畫面中，海底電纜智能巡檢機器人以每小時1.2海里的速度前行。在距離一段海纜50厘米處，機器人發(fā)出電纜隱患告警。隋昊田立即向馬洪波報告：“發(fā)現(xiàn)一處海纜外皮損傷，根據(jù)視頻回傳數(shù)據(jù)研判，應(yīng)該是懸空摩擦所致。”團隊隨即上報告警信息，并聯(lián)系海纜生產(chǎn)廠家制訂詳細作業(yè)計劃，開展搶修。
12時15分，海底電纜智能巡檢機器人完成了靈山島乙線海底電纜全線14.5千米的巡檢工作。原本，這條海纜的巡檢工作需要10人8天才能完成，現(xiàn)在僅需3人用1.5天即可完成。
黃島區(qū)供電公司創(chuàng)新團隊?wèi)?yīng)用海底電纜智能巡檢機器人及其他3項自主研究的海底電纜故障檢測方法，將海纜故障定位效率提升了90%，實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下電纜故障位置的快速、精準(zhǔn)定位，提高了海纜的安全可靠運行水平和使用壽命。目前，該機器人共獲得各類發(fā)明專利授權(quán)11項。(郭琳琳 文/攝)
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