Robo Crawler monitoruje podziemne kable zasilające

Często zanim kabel zasilający zostanie uruchomiony, emituje kilka subtelnych oznak niepokoju. Niestety, wiele krytycznych kabli dystrybucyjnych znajduje się pod ziemią, co utrudnia ludziom dostęp i monitorowanie. Ale teraz nowy robot czołgający się po kablach, opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego (UW) w Seattle, może zapewnić bardzo potrzebny wgląd w stan podziemnych systemów energetycznych.

Zdjęcie przedstawia część robota, który został zaprojektowany do autonomicznego przemierzania podziemnych kabli zasilających, przy użyciu czujników pokładowych do wykrywania uszkodzeń. Dzięki wykryciu uszkodzonego kabla, zanim się zepsuje, robot może zaoszczędzić czas i pieniądze firmom energetycznym na konserwację i naprawę sieci energetycznej.

Monitorowanie systemów kablowych jest jednym ze świętych Graalów przemysłu elektroenergetycznego, mówi Don Von Dollen, kierownik programu IntelliGrid Program w Instytut Badawczy Energetyki (EPRI), w Palo Alto, Kalifornia. Kiedy pojawi się awaria kabla, znalezienie go, wykopanie i naprawa jest prawdziwym bólem. Opracowanie dobrej diagnostyki było od dawna wyzwaniem i trudnym orzechem do zgryzienia.

Od dziesięcioleci naukowcy i przedsiębiorstwa użyteczności publicznej pracują nad różnymi sposobami monitorowania sieci energetycznych. Tradycyjna metoda, stosowana od 50 lat, nazywana jest testem wysokiego potencjału, mówi Von Dollen. Zasadniczo odłączasz kabel i wysyłasz przez niego duży skok napięcia, mówi. Jeśli wystąpią jakiekolwiek problemy, spowoduje to awarię kabla. Mówi, że to brutalna metoda, ale jeśli kabel ulegnie awarii, przynajmniej w kontrolowanym ustawieniu. Ostatnio ludzie używali radaru do wykrywania usterek.

Ale te metody wymagają sporej ilości interakcji międzyludzkich. Naukowcy z UW podeszli do tego wyzwania, projektując robota, który może autonomicznie przemierzać podziemne kable zakopane w rurach i tunelach. Robot, który toczy się na małych neoprenowych kółkach i jest zasilany akumulatorem, mocno przytula kabel, podczas gdy jego trzy wbudowane czujniki skanują ślady zużycia. Tylko około 10 procent podziemnych kabli znajduje się w rurach lub tunelach (reszta jest zakopana bezpośrednio w ziemi). Ale te kable są często tymi, które doświadczają nieoczekiwanych warunków, takich jak kapanie wody, mówi Aleksander Mamishev , profesora elektrotechniki na UW i kierownika projektu, co czyni je bardziej podatnymi na awarie.

Monitorowanie tych podziemnych systemów energetycznych to problem dwuczęściowy, mówi Mamishev. Po pierwsze, robotowi trudno jest samodzielnie poruszać się po terenie. Kilometry kabli składają się ze skrętów, zakrętów, wsporników i nawisów, które mogą utrudniać postęp. Te względy były integralną częścią projektu, mówi. Robot ma żyroskop, który pomaga utrzymać równowagę i stabilizuje ramiona, aby pomóc w naprawie, jeśli ześlizgnie się z toru. Robot jest zbudowany z segmentów, trochę jak pociąg z wieloma samochodami i znajduje się trzy cale nad kablem. Jeden segment poświęcony jest sterowaniu robotami, a drugi obejmuje czujniki i jednostki przetwarzania danych.

Drugie wyzwanie związane z monitorowaniem kabli zasilających dotyczy rodzaju używanego czujnika. Mamishev podejrzewa, że ​​kombinacja czujników może znaleźć problemy w kablach lepiej niż jedna metoda. Dlatego robot jego zespołu zawiera czujnik termiczny do lokalizowania gorących punktów; czujnik akustyczny do lokalizowania cichych trzasków, trzasków i trzasków iskier z częściowego wyładowania elektrycznego; oraz czujnik dielektryczny do pomiaru obecności wilgoci, która mogła przeniknąć do izolacji. Dodatkowo robot posiada kamerę wideo dzięki czemu można zdalnie monitorować jego postępy.

Mamishev i jego zespół niedawno zabrali robota do Nowego Orleanu, aby przetestować go w Michoud NASA Assembly Facility firmy Lockheed Martin. Celem było znalezienie szkód, które mógł spowodować huragan Katrina, ponieważ słona woda z powodzi może przedostać się do izolacji kabli. Nie znaleźli uszkodzeń w przewodach obiektu. Jednak ten pierwszy test w terenie był dobrym dowodem koncepcji, mówi Mamishev, a robotowi udało się pokonać trzy mile kabla.

Technologia naukowców wygląda bardzo ekscytująco i obiecująco, mówi Dave Hawkins, kierownik projektu ds. integracji zasobów odnawialnych w Kalifornijski niezależny operator systemu , organizacja non-profit, która zarządza większością stanowej sieci energetycznej wysokiego napięcia. Robot mógłby poprawić niezawodność elektryczną, identyfikując kable, których okres użytkowania dobiegł końca. Dzięki prognozowaniu potencjalnych awarii kable można usuwać z eksploatacji w zaplanowany sposób, oszczędzając czas i pieniądze.

Von Dollen z EPRI twierdzi, że badania są na dobrej drodze, aby rozwiązać część problemu monitorowania kabli w branży. To ciekawe podejście, mówi. Jednak ponieważ robot jest o kilka cali wyższy niż rury, może mieć trudności z poruszaniem się w ciasnych przestrzeniach w przewodach i rurach, w których znajdują się niektóre kable.

Mamishev mówi, że robot może się skurczyć do wysokości około jednego cala, ale nie cieńszy. Jednak nawet mając trzy cale, może bez przeszkód pełzać po wielu podziemnych systemach kablowych, mówi.

W nadchodzących miesiącach naukowcy planują zastąpić obecne sztywne stabilizatory nowymi, elastycznymi i elastycznymi. Następnie, jeśli robot napotka ciasną przestrzeń, ramiona mogą się wygiąć; jeśli się przechyli, ramiona mogą dokładniej wyprostować robota. Ponadto Mamishev doda więcej baterii, być może dodając więcej segmentów do pociągu robotów.

Roboty mają potencjał, aby zostać skomercjalizowanym stosunkowo szybko, mówi. Harmonogram byłby jednak całkowicie uzależniony od zainteresowania partnerów handlowych. Gdybyśmy mieli dobrych partnerów, mówi, w ciągu jednego roku moglibyśmy zaoferować usługę sprawdzania kabli.

ukryć