「波士顿动力」保障换流站安全｜视频

照片由Boston Dynamics提供

国家电网（National Grid）的Sandy Pond换流站连接加拿大北部水力发电，然后将电力配送到美国东北部。换流站阀厅是一幢5层楼高的建筑，有足球场大小，可将直流转换为交流。
国家电网首席技术分析师迪安·柏林（Dean Berlin）表示：“由于观察角度有限，检修人员可能无法接近带电的晶闸管，有很高的触电风险。”
因此，国家电网决定在换流站进行试点，采用创新的资产巡视解决方案。机器人巡检不会造成人身伤害，这似乎是一种自然的阀厅检修解决方案，可以在不停电的情况下对其进行检查。但是，前提是要确认机器人可以承受换流站阀厅的强电场并可以穿越不平坦的地面，在不过分靠近设备的情况下巡视。
Berlin指出，“能满足这样要求的设备很少，据我所知，以前从未有机器人在带电的阀厅内工作。”

谨慎行事

在换流站的一次计划停电中，国家电网决定测试来自波士顿动力公司的四足机器人Spot。最初，该团队最大的担忧是Spot是否能承受阀厅的强电场。
Berlin说：“我们不希望强电场破坏机器人内部的电子元器件，也不希望机器人影响敏感的晶闸管，因此我们对此进行了一些测试。第二，我们还担心它能否保持适当的安全距离。即使机器人可以进入阀厅，也不能与任何通电的设备小于9英尺，或与墙壁距离小于10英寸。我们希望确保即使有人操作机器人，操作员也不会使其意外触碰设备。我们需要非常谨慎地进行试验。”
该团队测量了阀厅内部和阀厅外部开关场的场强，发现该阀厅内部的场强与室外交流滤波场场强基本相当，因此他们使用室外滤波场作为测试地点，在通电设备存在的情况下测试机器人的可操纵性。

照片由Boston Dynamics提供

国家电网公司HVDC运营经理和工程主管Sid Ashok指出，“在尝试使用Spot之前，有很多事情要考虑，我们检查了是否存在电磁干扰。我们进入的是直流侧为450 kV，交流侧为345 kV区域。我们想确保这不会影响Spot的功能，并且我们也需要确保Spot不会影响任何设备（EMC/EMI）。我们进行了几次非常广泛的测试——以防产生任何干扰。”

可用的智能设备

在停电的前几天，工程人员将Spot带进了Sandy Pond换流站的阀厅。该机器人配备了30倍光学变焦的高分辨率摄像机，可进行平移/倾斜/变焦操作，以及一个红外（IR）摄像机，以检测设备潜在过热问题。
Spot的首要任务是监视设备状况。由于换流阀是水冷式的，因此任何泄漏都可能导致设备过热和故障。尽管固定式摄像机可以在某些位置检测到漏水的迹象，但这些摄像机无法覆盖阀厅的每个角度。
Spot可以在运行期间通过使用光学变焦相机检查设备。同样重要的是，Spot还配备了红外热成像仪，可以检测设备“过热点”。
Berlin说：“操作机器人的运行人员正在寻找泄漏点，通过一些细微的线索，经验丰富的技术人员会发现故障阀组，并展开调查。”
套管的机械问题（电线连接的地方）也可能引起过热。Berlin说：“使用红外摄像头，您会发现这些热点，它们可以指出哪些需要进行机械处理。事先拥有这些图像，可以了解套管的状况，可以知道是否发生泄漏——这些信息非常有价值。”

展望未来

对Spot来说，高压阀厅巡检是相对简单的工作，从中可以看到使用敏捷移动机器人的价值。国家电网计划从Sandy Pond换流站的两个Spot机器人开始，为员工提供这种重要的运维工具，同时可以节省运营成本。
Berlin说：“能够由运行人员控制的现场巡检，为技术人员和工程师提供了更高的安全性和更好的事故处理能力。”
Berlin还希望国家电网可以在Sandy Pond站和其他类似设施上使用Spot来进行日常表计读数。他说：“有些设备需要定期检查。获取定期的、标准化的热和光学图像及其相关的工况对故障预测分析非常有价值。我们可以训练Spot来执行自动巡视任务，找到这些设备，并从预置的角度拍摄照片，然后将其分类。这样，我们可以很容易地对设备健康状况进行基于时间线的纵向分析。”
这项工作将使国家电网能够实现“状态检修”，而不是按照固定的时间间隔进行维护。不过，Berlin也表示，Spot的最重要价值将是改善员工安全。他说：“我们把员工的安全置于首位。因此，如果我们能够进一步防止人身伤害，并且让它们有效且高效，那么我们就应该这样做！”
Boston Dynamics Robots Bring Safety to National Grid Converter Station
National Grid began exploring Spot, the quadruped robot from Boston Dynamics, shortly after a scheduled shutdown at Sandy Pond Converter Station
https://www.tdworld.com/test-and-measurement/article/21152823/boston-dynamics-robots-bring-safety-to-national-grid-converter-station
JAN 20, 2021
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