3月14日，在江蘇連云港市連云區(qū)位于山腰的10千伏虎光線6號(hào)塔，國網(wǎng)江蘇連云港供電公司連云供服安全管理專職陳思漢和同事正熟練地操縱一架多旋翼氫能無人機(jī)，對絕緣導(dǎo)線的金屬裸露點(diǎn)均勻噴涂絕緣材料?！耙劳形覀冏灾餮邪l(fā)的納米絕緣涂料和氫能無人機(jī)，無須停電作業(yè)，就能配網(wǎng)絕緣化消缺?！标愃紳h開心地說。

2021年，連云港供電攜手江蘇古寶材料科技有限公司等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)集智攻關(guān)，先后破解了納米絕緣涂料性能、輕量化無人機(jī)長續(xù)航、精準(zhǔn)噴涂消缺等難題，最終首創(chuàng)無人機(jī)帶電噴涂技術(shù)。

攻克絕緣涂料性能難關(guān)

 絕緣涂料性能是研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨的首道難關(guān)。陳思漢解釋道：“絕緣涂料可以在導(dǎo)電體表面形成一層高體積電阻率的涂層，能夠承受強(qiáng)電場而不被擊穿。但它并非絕對不導(dǎo)電，長期使用后會(huì)發(fā)生老化、損耗甚至擊穿。一旦涂層破損，電氣設(shè)備和線路就會(huì)暴露在空氣中，增加安全隱患，影響設(shè)備壽命?！?/p>

“傳統(tǒng)涂料以RTV和PRTV為主?！惫艑毑牧峡萍加邢薰炯夹g(shù)總監(jiān)蔣正沛說道，“但RTV在長期運(yùn)行中，表面可能出現(xiàn)老化、失去憎水性等問題，需要定期檢修和維護(hù)。PRTV是RTV涂料的改進(jìn)型，其對施工技術(shù)要求較高，修復(fù)性較差，長期性能會(huì)有所衰減，無法覆蓋配網(wǎng)全運(yùn)行壽命周期?！?/p>

陳思漢參考航空航天領(lǐng)域的涂料研發(fā)現(xiàn)狀，提議將納米技術(shù)融入絕緣涂料中，得到團(tuán)隊(duì)成員的一致同意。利用納米涂料的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能，提升涂層的絕緣、防腐、防水和環(huán)保性能，成功研發(fā)出具備高效絕緣性能、優(yōu)異耐高溫性能和較強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的新型納米絕緣涂料。

氫能無人機(jī)實(shí)現(xiàn)不停電噴涂

研發(fā)高性能絕緣涂料只是第一步，如何在不停電的前提下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下的絕緣噴涂才是關(guān)鍵。傳統(tǒng)噴涂方式需停電或使用絕緣斗臂車帶電作業(yè)，成本高、效率低且安全風(fēng)險(xiǎn)大。團(tuán)隊(duì)曾考慮使用機(jī)器人，但成本高、控制復(fù)雜，未能顯著減少工作量。

最終，研發(fā)團(tuán)隊(duì)決定采用無人機(jī)搭載絕緣涂料，實(shí)現(xiàn)高空不停電絕緣噴涂。然而，市面上的無人機(jī)續(xù)航能力有限，難以滿足長時(shí)間飛行和高作業(yè)可靠性的要求。經(jīng)過一年多的攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)決定采用氫燃料電池為無人機(jī)提供動(dòng)力，并設(shè)計(jì)優(yōu)化電堆，搭載70兆帕高壓儲(chǔ)氫瓶和電能管理系統(tǒng)，確保無人機(jī)飛行的持續(xù)穩(wěn)定性。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)凈輸出功率大于3千瓦，壽命達(dá)4000小時(shí)以上，遠(yuǎn)高于國際領(lǐng)先水平，系統(tǒng)重量小于15千克，且最終反應(yīng)物僅為純凈水，實(shí)現(xiàn)了“零碳”排放，輕量化、長續(xù)航、高環(huán)保的氫能無人機(jī)就此誕生。

精準(zhǔn)噴涂實(shí)現(xiàn)智能化

精準(zhǔn)噴涂是研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨的又一難題。最初，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出無人機(jī)與人工噴涂聯(lián)合作業(yè)的方案，但陳思漢認(rèn)為這種方式不夠智能，希望整個(gè)噴涂作業(yè)可以完全自動(dòng)化。為此，團(tuán)隊(duì)從圖像呈現(xiàn)和識(shí)別兩個(gè)角度入手，提出了基于電力設(shè)備的無人機(jī)精細(xì)化三維成像技術(shù)和無人機(jī)自學(xué)習(xí)金屬裸露點(diǎn)圖像識(shí)別技術(shù)。

通過計(jì)算機(jī)視覺分析，模擬人眼三維成像原理，解決在定位時(shí)目標(biāo)成像位置被遮擋問題。通過三維成像技術(shù)，結(jié)合空間數(shù)據(jù)對易出現(xiàn)故障和問題的金屬裸露部位進(jìn)行歸因分析和共線性分析，并利用目標(biāo)檢測算法對所有目標(biāo)作業(yè)部位進(jìn)行標(biāo)注和呈現(xiàn)。

不光要搞得定軟件系統(tǒng)，硬件部分也得緊隨其上。團(tuán)隊(duì)給無人機(jī)配備了“神級(jí)裝備”萬向調(diào)節(jié)矢量噴頭實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控調(diào)節(jié)，微型探頭輔助瞄準(zhǔn)，高精雷達(dá)控制帶電距離，達(dá)到了輕便智能、操控精準(zhǔn)的效果。同時(shí)配備“滿級(jí)裝備”——50千伏絕緣噴桿，確保電力作業(yè)的安全。

目前，無人機(jī)絕緣噴涂裝置已在連云港、蘇州、南京、徐州等地開展試點(diǎn)應(yīng)用。該裝置可對10千伏柱上變、刀閘、柱上開關(guān)、線夾等設(shè)備金屬裸露點(diǎn)進(jìn)行不停電絕緣噴涂，涂層耐壓水平達(dá)17千伏，有效規(guī)避了傳統(tǒng)作業(yè)的人身安全風(fēng)險(xiǎn)和停電影響。