Các chuyên gia Nga đã phát triển hệ thống robot theo dõi tình trạng đường dây điện cao thế

Các chuyên gia Nga đã phát triển một hệ thống robot cải tiến để bảo dưỡng đường dây điện dựa trên máy bay trực thăng không người lái. Hệ thống này đã được giới thiệu tại Triển lãm Công nghiệp INNOPROM-2023 vừa kết thúc tại thành phố Yekaterinburg, vùng Ural. Những chi tiết - trong tài liệu của Sputnik.

Đường dây điện cao thế là một đối tượng quan trọng thuộc cơ sở hạ tầng kinh tế của bất kỳ quốc gia ít nhiều phát triển. Giống như bất kỳ cơ sở công nghiệp nào, những đường dây điện cần được theo dõi, bảo trì và sửa chữa liên tục. Tuy nhiên, sự hiện diện của con người gần đường dây điện và sự tham gia trực tiếp của con người vào việc bảo trì là rất không mong muốn vì một số lý do khách quan. Các cột điện cao thế có chiều cao rất lớn, đường dây dẫn điện trên không có điện áp hàng chục và thậm chí hàng trăm kilovolt, trường điện từ mạnh. Tất nhiên, trong trường hợp sửa chữa cơ bản, cần phải loại bỏ điện áp khỏi đường dây điện, cần cắt điện cho người tiêu dùng. Nhưng hóa ra hiện có giải pháp với sự tham gia tối thiểu của con người cho phép duy trì hoạt động của đường dây điện mà không cần cắt điện.

Giải pháp là rất đơn giản: với sự trợ giúp của các máy bay trực thăng hoặt động tự động hoặc được điều khiển từ xa.

Tổ hợp các công cụ robot kỹ thuật số "Kanatokhod" do các kỹ sư Nga từ công ty "Phòng thí nghiệm của tương lai" (thành phố Yekaterinburg, vùng Ural) phát triển, dựa trên những UAV Multicopter như vậy.

Tất cả các "nền tảng vận chuyển" của hệ thống này, tức là các UAV Multicopter, đều là sản phẩm nội địa của Nga. Phần lớn các thiết bị làm việc được lắp đặt trên chúng cũng do Nga sản xuất. Cần phải lưu ý rằng, những máy bay không người lái này có thời gian hoạt động ngắn và tốc độ bay tương đối thấp. Nhiệm vụ của chúng là cất cánh, “ngồi” trên đường dây điện và sau đó di chuyển dọc theo nó. Sau khi hoàn thành công việc, cất cánh từ đường dây điện và hạ cánh.

Thiết bị công nghệ độc đáo

Trong cuộc phỏng vấn với Sputnik, ông Pavel Kamnev, trưởng phòng thương mại của công ty “Phòng thí nghiệm của Tương lai”, cho biết rằng, ban đầu nhiệm vụ của máy bay không người lái là rất đơn giản: thực hiện một chuyến bay để kiểm tra tình trạng đường dây điện, nhưng rõ ràng là một chuyến bay là không đủ để xác định tất cả các khiếm khuyết.

“Cần phải trang bị cho UAV một mô-đun bánh xe, dạy nó hạ cánh trên những sợi dây đã mất điện và di chuyển dọc theo chúng. Chúng tôi đã quyết định tiến xa hơn nữa: đạt được khả năng tương thích điện từ giữa máy bay không người lái và đường dây điện. Công nghệ tương thích điện từ là một phát minh độc đáo. Các chuyên gia của công ty chúng tôi là những người đầu tiên trên thế giới phát triển các thiết bị có thể hạ cánh trên dây dẫn điện trên không 110-220 kV và hoạt động trên dây dẫy này. Giờ đây, công nghệ này đang được điều chỉnh cho phù hợp với các đường dây truyền tải điện năng của Hệ thống Năng lượng Thống nhất với điện áp lên tới 500 kV”.

Theo ông Pavel Kamnev, khi chẩn đoán các trạng thái hư hỏng tiềm ẩn trên đường dây điện, hệ thống “Kanatokhod” sử dụng máy quét video, máy quét ảnh nhiệt đối với các mối nối tiếp xúc, máy quét từ trường để biết trạng thái của dây tiếp đất và lõi của dây pha. Cho đến nay, trạng thái lõi dây pha chỉ có thể được chẩn đoán trong phòng thí nghiệm bằng cách cắt một đoạn dây. Hiện nay, hệ thống “Kanatokhod” (Người đi trên dây) với máy quét từ tính thực hiện việc này "tại chỗ", di chuyển dọc theo dây. Ngoài ra, hệ thống này có thể kiểm soát các thông số quan trọng khác của đường dây điện. Để thực hiện các công việc này, “Kanatokhod” sử dụng máy quét laser - thiết bị nhập khẩu duy nhất được sử dụng trong hệ thống này. Máy quét laser ghi nhận các thông số và xây dựng mô hình 3D trong thời gian thực, trên đó các trạng thái hư hỏng có thể được thấy ngay lập tức.

Hệ thống “Kanatohod” không chỉ có khả năng thực hiện chẩn đoán. Ví dụ, để sửa chữa một đường dây đi qua mặt nước hoặc trên núi, hệ thống này sử dụng một thiết bị đặc biệt có thể loại bỏ việc tháo dây dẫn hoặc dây nối đất bằng cách lắp một kẹp đặc biệt.

“Mới đần đây, vào cuối tháng 6, chúng tôi đã sửa chữa dây nối đất trên Đường dây điện-330 đi qua sông Volga ở độ cao 120 mét với sự trợ giúp của một công cụ được lắp đặt trên thiết bị hạng trung Strekoza (Con chuồn chuồn). Ở đó, khiếm khuyết đã phát triển trong vài năm và rất khó để những thợ điện loại bỏ nó. Thiết bị của chúng tôi đã hoàn thành công việc trong 2 giờ, lắp đặt 6 chiếc kẹp”, - ông Pavel Kamnev cho biết.

Ngoài Strekoza còn có robot drone hạng nặng Muravei (Con kiến) với trọng tải 25 kg. Nó được sử dụng cho các công việc sơ tán trong trường hợp một trong các thiết bị khác bị lỗi trong quá trình hoạt động, không thể di chuyển xa hơn dọc theo dây điện, không thể rời khỏi đường dây điện và hạ cánh một cách độc lập.

Ông Pavel Kamnev cho biết rằng, hiện có 2 loại bộ máy điều khiển hệ thống “Kanatohod”. Phương pháp đầu tiên là điều khiển từ xa, khi phi công điều khiển drone qua các kết nối vô tuyến. Phương pháp thứ hai là hoàn toàn tự động. Thiết bị tự di chuyển dọc theo dây, tự xác định sự hiện diện của chướng ngại vật (ví dụ: bó chất cách điện hoặc giá đỡ đường dây truyền tải điện), tự bay qua chúng và lại ngồi xuống dây.

“Phạm vi hoạt động của các thiết bị ở chế độ điều khiển từ xa lên tới 5 km trên mặt đất và 2 km trên mặt nước. Và ở chế độ tự động, phạm vi hoạt động chỉ được xác định bởi mức sạc bình ắc quy. Ban đầu chúng tôi đã có vấn đề với điều này: máy bay không người lái có thể đi quá xa dọc theo đường dây điện và pin của nó cạn kiệt. Tuy niên, chúng tôi đã phát triển một trạm sạc để cấp điện trực tiếp từ dây pha. Máy bay không người lái của chúng tôi đặt trước các trạm này trên đường dây để được phục vụ. Máy bay không người lái đang hoạt động chỉ cần đến trạm sạc, sạc pin và có thể đi xa hơn, tiếp tục làm việc suốt ngày đêm”.

Ngoài ra, các trạm sạc có thể đóng vai trò quan sát viên. Chúng được trang bị phương tiện quay video và có thể truyền tín hiệu đến bàn điều khiển của người vận hành hoặc trực tiếp đến tổ chức vận hành đường dây tải điện này. Thông tin video cũng có thể được sử dụng cho mục đích chống khủng bố.

“Robot thợ điện” có kinh nghiệm làm việc tại Việt Nam

Công ty từ Yekaterinburg có kinh nghiệm sử dụng hệ thống “Kanatokhod” không chỉ ở Nga mà còn ở Ả Rập Saudi, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, Việt Nam, Thổ Nhĩ Kỳ và Kazakhstan.

“Chúng tôi đang hợp tác với các đối tác Ấn Độ, quốc gia này đang tích cực phát triển ngành năng lượng điện và xây dựng các đường dây tải điện dài. Chỉ riêng một công ty lưới điện nhà nước của Ấn Độ hiện có 17.000 km đường dây trong lưới điện cao áp 35kV. Gần đây, chúng tôi đã đến thăm Iran trong thành phần phái đoàn từ Vùng Sverdlovsk của Nga. Các hệ thống của chúng tôi đã thu hút sự chú ý của Bộ Năng lượng địa phương. Chúng tôi bắt đầu thảo luận về việc cung cấp thiết bị của công ty chúng tôi cho Iran và việc thực hiện các dự án thí điểm đầu tiên cho các công ty lưới điện của Iran. Ở đây nói về việc chẩn đoán tình trạng của các đường dây điện hiện có và thử nghiệm các đường dây điện mới đi qua các khu vực miền núi khó tiếp cận. Như vậy, chúng tôi có kinh nghiệm khá phong phú trong các dự án quốc tế và sẵn sàng tiếp tục phát triển theo hướng này”, - ông Pavel Kamnev nhấn mạnh.