借助專用“上線帶”，機器人穩(wěn)步爬升并精準固定在10余米高的電力導線上。隨后，在地面工作人員的遙控下，機器人為導線均勻地噴涂一層絕緣材料，一改過去需要人工帶電作業(yè)的傳統(tǒng)模式。這便是廣東冠能電力科技發(fā)展有限公司（下稱“冠能電力”）研制的電力裸導線涂覆機器人。
冠能電力坐落于南海桂城，是一家專業(yè)從事電力系統(tǒng)新材料及智能作業(yè)機器人研制和技術服務的高新技術企業(yè)。針對傳統(tǒng)電力運維需要人員登高、帶電作業(yè)等痛點，該公司開發(fā)了一系列帶電作業(yè)機器人，并在南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)等得到推廣應用。其中，電力裸導線涂覆機器人在相關市場占有率穩(wěn)居全國前三，其技術被中國電力企業(yè)聯(lián)合會鑒定為“國際領先水平”。
無需停電為線路快速“穿新衣”
“有人在池塘邊釣魚，誤將魚竿搭上電線造成人員傷亡”……過去，類似的用電安全事故時有發(fā)生。
由于歷史原因，過去中低壓線路大部分采用架空裸導線形式，高壓帶電體直接裸露在外，導致配電網(wǎng)“房電”“樹電”矛盾突出，由中低壓配電網(wǎng)觸電造成的傷亡事件時有發(fā)生。因此，近年來各地供電部門從供電可靠性與涉電公共安全的角度出發(fā)，紛紛推進裸導線絕緣化改造。
然而，推進裸導線絕緣化改造并非易事。過去，供電部門大多采用更換導線的方式，也就是將裸導線更換為絕緣導線。但這種方式不僅施工周期長，而且需要停電作業(yè)，難免會影響用戶的正常用電。
2017年，某地電力部門打算將有隱患的10千伏供電裸線處理成絕緣，并提出希望能研制一款機器人代替人工作業(yè)。
“這是一個難得的機遇。”得到這一消息，冠能電力董事長張萬青馬上組織團隊著手研發(fā)，經(jīng)過8個月努力，終于研制出配網(wǎng)線路機器人自動涂覆絕緣材料技術，并推出第一款機器人。
配網(wǎng)線路機器人自動涂覆絕緣材料技術可實現(xiàn)自主上線并帶電涂覆絕緣材料，對裸導線進行絕緣化處理，有效防范樹障、小動物觸碰、外力短路等隱患。
“這項技術是在不斷迭代升級中日趨成熟的。”冠能電力總裁魏遠航介紹，第一代電力裸導線涂覆機器人是人工將機器架設到導線上，而且需要停電作業(yè)。經(jīng)過技術升級后，第二代機器人可以實現(xiàn)帶電作業(yè)。到了第三代，機器人已無需人工登塔或者登高車作業(yè)，可直接通過絕緣帶“爬”上導線，然后在帶電情況下為裸導線均勻打印一層絕緣材料。如今，第四代機器人已配備了姿態(tài)自動調整系統(tǒng)，安裝有陀螺儀、距離傳感器、攝像頭等感應設備，變得更為智能。
“利用這款機器人僅需20分鐘便可完成約60米的三相線路涂覆作業(yè)，在保障供電可靠性的前提下，大大降低了作業(yè)人員勞動強度。”魏遠航表示，目前該款產品已在南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)、蒙西電網(wǎng)得到推廣應用，服務近百個供電局，業(yè)務覆蓋28個省級行政區(qū)。
瞄準痛點讓機器人替人登高
電力裸導線涂覆機器人僅是冠能電力眾多帶電作業(yè)機器人中的一款。魏遠航表示，當前機器人在電網(wǎng)中的應用主要有兩個方向：一個是依靠機器人與人工智能技術發(fā)現(xiàn)電力設備缺陷，如巡檢機器人；另一個則是依靠機器人處理電力設備缺陷故障，如作業(yè)機器人。
“如果巡檢機器人代替的是作業(yè)人員的‘眼’，那么我們的作業(yè)機器人主要是代替人的‘手’與‘腳’。”他表示，電網(wǎng)公司在設備巡檢方面已有許多先進手段，當下的需求更多是在帶電作業(yè)方面，“他們希望用機器人代替人工開展需要登高、帶電作業(yè)等危險性較大的檢修作業(yè)，從本質上提升作業(yè)安全水平”。
由于帶電作業(yè)機器人行業(yè)屬于新興行業(yè)，在產品開發(fā)迭代過程中，冠能電力面臨一系列技術難題亟待攻克。
“自主升降平臺就是典型案例，這個平臺完全是我們自主研發(fā)完成的。”冠能電力研發(fā)總監(jiān)黃志建介紹，一開始，研發(fā)人員想借鑒無人機的原理，為電力裸導線涂覆機器人裝上平衡器與四個電機，但如何讓機器人在運行中保持平衡精準上線是一大挑戰(zhàn)。而且，考慮到產品的使用體驗，機器人既要重量輕，又要具備多重功能，如何找到“輕”與“重”的平衡點，同樣是擺在研發(fā)人員面前的“攔路虎”。
為攻克這一系列難題，冠能電力的研發(fā)團隊一邊摸索、一邊研發(fā)，從搭載設備、使用材料等多個角度反復試驗論證，經(jīng)歷了無數(shù)次失敗后，他們逐步將“自主升降”技術設備研制成熟，最終完成“從零到一”的突破。
然而，自主升降平臺只是機器人研發(fā)過程中的眾多挑戰(zhàn)之一。機器人在導線上的運行與涂覆速度，直接影響到絕緣層的涂覆效果。“為了摸索機器人的最佳噴涂速度區(qū)間，我們在實驗室里反復試驗，耗費了約一噸的絕緣材料。”黃志建說。
正是在一次次攻克難題的過程中，冠能電力不斷筑牢了自身技術“護城河”。魏遠航介紹，目前公司擁有發(fā)明專利超30個，還有20個專利正在申請。
就在今年3月，繼架空裸導線絕緣涂覆機器人后，冠能電力的新產品“變電站（換流站）高壓交直流支柱絕緣子智能運維機器人”也被中國電力企業(yè)聯(lián)合會評定為國際領先水平。“這無疑是對冠能電力技術創(chuàng)新能力的又一次有力認證。”他說。
堅持創(chuàng)新筑造技術“護城河”
正如產品的迭代更新，冠能電力在16年發(fā)展歷程中，也經(jīng)歷了多次關鍵性的業(yè)務轉型。
早在2006年公司成立之初，冠能電力主要服務中國電信的小靈通基站，為了基站用電可靠性，推出了“小靈通基站用電保護神”，并深受市場歡迎。然而，隨著電信行業(yè)的升級換代，小靈通逐步退出市場，冠能電力也面臨第一次轉型。
2010年，在一次偶然的新聞報道中，張萬青看到變電站內干式空心電抗器損壞事件時有發(fā)生。這類損壞事件不但造成了直接的經(jīng)濟損失，也給下游用戶帶來間接損失或者生活工作的不便。這讓他意識到，研究干式空心電抗器運行中出現(xiàn)故障的原因并提出解決措施，意義巨大，也蘊藏著廣闊的市場。
因此，2011年下半年，冠能電力開始著手研發(fā)電力設施防污閃處理的工藝和設備，并通過電抗器項目進入電網(wǎng)安全措施研發(fā)和應用領域。目前，冠能電力在南方電網(wǎng)實施防污閃處理的設施設備，超過了需求量的半數(shù)。
不僅如此，隨著國家發(fā)改委、工信部等陸續(xù)出臺政策支持智能電網(wǎng)建設，大量電網(wǎng)巡檢機器人應運而生，巡檢技術也日漸成熟和完善。冠能電力意識到，電網(wǎng)對以作業(yè)機器人替代人工作業(yè)有著更強烈的需求。
因此，該公司于2017年正式進軍電力機器人領域，以自身研發(fā)的智能設備用于配電輸電網(wǎng)的多種作業(yè)和檢測，增強電網(wǎng)運維安全、涉電公共安全，并定義企業(yè)使命為“機器人科技助力電力安全”。
回顧冠能電力的每一次成功轉型，一方面是源于其對市場需求的敏銳捕捉，但更重要的是其堅持技術創(chuàng)新最終贏得市場。“創(chuàng)新是我們的基因，也是我們的競爭力。”魏遠航透露，憑借其領先的產品技術與性能，這兩年公司業(yè)績穩(wěn)步上升，今年營業(yè)收入有望更上一層樓。未來，冠能電力將加大技術研發(fā)創(chuàng)新，瞄準電網(wǎng)作業(yè)智能化領域，開發(fā)出更多電力機器人產品。
觀察眼
創(chuàng)新源于對行業(yè)的深刻理解
“只有走創(chuàng)新之路，企業(yè)才能有下一步發(fā)展。”每每談及冠能電力快速發(fā)展的秘訣時，該公司負責人都會不約而同地歸因于“創(chuàng)新”二字。這并非虛言。
從小靈通用電保護神到電力裸導線涂覆機器人，16年來冠能電力的一次次轉型，都離不開一種創(chuàng)新產品的強力支撐。
然而，這種創(chuàng)新不是盲目的。這種“創(chuàng)新”來源于哪里？源于對市場、對客戶的把握。企業(yè)必須成為市場、行業(yè)需求和問題的解決專家。正如魏遠航在采訪中提到的，冠能電力與一線電力從業(yè)人員保持著交流互動，能摸準一線人員的痛點，尤其是摸清了電力行業(yè)各個作業(yè)環(huán)節(jié)中哪些安全性能較低且仍依靠人工作業(yè)的。這些環(huán)節(jié)往往就是下一個潛在市場的突破口。
當然，摸清客戶的痛點還遠遠不夠。考慮到市場競爭，企業(yè)還需對同行的發(fā)展態(tài)勢作出清晰判斷，并結合自身實力找到市場競爭程度與行業(yè)痛點需求的結合點。這個點，也許就是企業(yè)下一步創(chuàng)新的發(fā)力點。
當然，企業(yè)對于行業(yè)的深刻理解，無法在短時間內形成。企業(yè)需要經(jīng)年累月在某一領域的深耕細作，才能逐步練就這種學習力與判斷力，并最終轉化為企業(yè)的核心競爭力。
