排管机器人在城市规划建设与配网中的应用

由于城市用电负荷的快速增长，对供电可靠性提出了越来越高的要求；与此同时，城市规划建设和市容美观，也逐渐受到社会的关注。传统的城市配电网才采用架空线路，施工难度较大，容易发生危机人身安全的断导线、漏电等事故；并且时常发生私拉乱扯的情况，容易影响城市形象。伴随着城配网的改造工程的推进，电缆在配网中所占比例越来越大，每年我市配网新敷设高低压电缆管道约60公里，管道敷设质量将直接影响到此后电缆的敷设质量及运行的稳定性，进而直接关系到整个城配网的安全运行。

电缆线路入地工程，将电力电缆敷设在地下，不占地面空间，有利于市容美观；同一地下电缆通道，可以容纳多回线路，输送容量的适应性增强；并且，电缆隐蔽在地下，有利于人生安全；配合环网柜、分接箱等设备可进行多线路联络，形成供电网络，运行方式极为灵活，可以大大缩减停电次数和停电范围，容易实现配网自动化，而在电缆线路建设过程中，电缆管道的施工及验收以及电缆排管敷设质量是影响电缆使用寿命和供电可靠性的重要因素。

排管敷设是一种将电缆敷设于预先建好的地下管道中的安装方式，适用于城市交通比较繁忙、地下走廊比较拥挤、敷设条数比较多的地段。一般排管敷设方法分为人为敷设和机械敷设两种。使用传统的人工疏通敷设方法，显然面临着效率低下、操作不便和浪费等诸多问题，尤其是当电缆排管长度达100—200米以上时，使用人力牵引塑料通棒来疏通排管已经是非常困难，迫切需要用一种先进的机械化工作模式来取代落后的手工工作模式。同时，由于施工、长时间搁置等各种原因，地下管道内会有堵塞、管道错位等许多的异常现象，因此需要进行内部管道图像检查，探明原因，排除电缆排管中存在的隐患。并且地下管道内的土建残渣，增大了电缆在敷设过程中磨损的可能性，严重影响输电线路运行的安全。这些工作的妥善解决，对城市电网安全稳定的运行，具有重要的工程实际意义。

管道的施工质量直接关系到电缆的敷设质量。传统的管道验收方法采用一根试样电缆(长约8米)，前部装设铁牛，尾部装设清扫棉布，电缆本体绑．~LPVC带。通过试样电缆在管道内牵引，观NIJPVC带磨损状况来判定管道的验收质量。归纳起来传统管道验收方法存在以下不足之处：

(1)无法准确判断缺陷类型，无法进行缺陷精确定位，施工效率低；

(2)无法完全清除管道内部的残留物，给电缆敷设留下隐患；

(3)试验电缆与实际电缆敷设情况不一致，无法准确模拟电缆敷

设时的磨损情况，可能造成误判；

(4)管道检测及电缆敷设效率低，施工成本较高。

由此可见，传统的电缆管道检测手段无法准确判断管道质量，给后续的电缆敷设造成了质量隐患，需要一种更为方便、可靠的手段来判断电缆管道的施工质量，并能对管道进行有效清扫，从而提高电缆敷设质量和敷设效率，提高电缆运行可靠性和稳定性。

随着城市的大规模建设，各种电压等级电力电缆的数量正在增加，将有越来越多的地下电缆有待敷设，开发一种新型的电缆管道敷设探测工具来替代原先落后繁琐的手工劳动，提高工作效率，降低施工成本势在必行。

管道机器人是一种比较先进的管道监测设备，它由移动载体(行走机构)、监测视频系统、通信系统和动力传输系统及控制系统组成，在操作人员的远距离控制下，沿管道内行走并实时连续的拍摄、显示出管道内图像，直观清晰的反映出管道内故障点的状况，克服了传统检测方法存在的弊端，提高了诊断精度，加强了对管道的认识和把握能力，及时有效的完成了对管道的检测和维护、维修任务，显示出巨大的应用前景，其优势主要体现在：

(1)特有的管道机器人的负载能力和爬坡能力：通过采用双微电机并联驱动技术和新颖的增力臂结构设计，可实现长距离的电缆排管的疏通，在涉水情况下爬坡能力达N2o度。

(2)管道内部数字图像监测技术：采用CCD摄像头，配合以强光照明，可以实现在黑暗、潮湿有水、超长距离情况下的实时图像采集。

(3)管道机器人图像传输及控制技术：采取数字总线传输方式实现管道机器人与控制器之间的数字图像传输和控制命令传递，减轻了电缆重量，避免了模拟图像信号传输对电缆有较大直径的要求。

(4)管道机器人回收技术：采用单向控制结构回收技术，在机器人被卡住的情况下，通过拉线可以将机器人拖出管道，实现管道机器人的回收。

(5)动力清扫器的设计与实现：动力清扫器可挂接在机器人尾部使用，由动力机器人提供前进动力；动力清扫器通过大功率电机驱动，配合以传动装置，带动清扫装置对管道进行清扫，实现管道清扫功能。

综上说述，通过运用机器人对管道内部情况的直观观察，了解管道内部的实际情况，从而加强对管道敷设的质量监督和验收，再采用行之有效的方法加以解决，提高电缆敷设质量。降低因为电缆敷设原因而造成的电缆事故停电次数，提高供电可靠率。