萬東東 李軍 劉陽 郭津滈 徐明

摘 要：? 隨著經(jīng)濟和電力行業(yè)的快速發(fā)展，輸電線路出現(xiàn)問題時，常常會對附近周邊的電路造成危害，因此，輸電線路發(fā)生故障時，要及時地針對問題進行修復，不然會對相應的生產(chǎn)帶來麻煩。同時在輸電線路的構(gòu)造中不難發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)復雜，在修復線路的過程中需要耗費大量的人力、物力。一些架空線路出現(xiàn)問題時，由于情況復雜，維修人員對線路出現(xiàn)問題的地方很難進行排查，也無法根據(jù)實際的具體情況解決故障，給設備的運行埋下了安全隱患。因此，為了及時排查與解決線路出現(xiàn)的問題，需要設計相應的監(jiān)測系統(tǒng)來為維修工作帶來便利，提高對電的供應和對相關(guān)電路的自動化運行效率，保障相關(guān)設備的正常運行，同時也能夠提高電網(wǎng)水平。

關(guān)鍵詞：? 輸電線路;帶電遙控;自動化檢修裝置

【中圖分類號】TH16? ? ?【文獻標識碼】A? ? ?【文章編號】1674-3733（2020）06-0187-01

引言：目前線路帶電作業(yè)，主要依靠具有帶電作業(yè)資質(zhì)的熟練人員完成，而隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，輸電線路帶電作業(yè)檢修壓力逐漸增大。加上對電網(wǎng)可靠性的要求越來越高，提高輸電線路帶電作業(yè)工作效率成為輸電線路的迫切需求。介紹一種輸電線路帶電遙控自動化檢修裝置，可解決輸電線路常見小型帶電作業(yè)項目，只需人員地面遙控操作，能大大提高帶電作業(yè)工作效率，提高電網(wǎng)可靠性。

1 輸電線路自動化檢修裝置理論和實踐依據(jù)

當前高壓輸電線路有多種類型，機器人在高壓輸電線路中的運用主要分為兩種：（1）面對地線作業(yè)機器人;（2）面對導線作業(yè)機器人。后者的主要任務包括了緊固螺栓、修補導線以及復位防震錘等。本文設定的作業(yè)對象為220kV耐張桿塔上壓縮型耐張線夾螺栓以及單分裂導線上單聯(lián)懸垂絕緣子串，同時展開雙作業(yè)任務：禁錮耐張線夾螺栓，人工輔助更換單片絕緣子。借助球頭掛環(huán)，在桿塔橫擔之上懸掛懸垂絕緣子串的上端，其中間主要由許多絕緣子進行串聯(lián)，而其下端則利用W銷聯(lián)接于碗頭掛板。壓縮型耐張線夾由管體、引流板、引流線夾以及連接引流板引流線夾的外六角螺栓組成，耐張線夾兩端分別與導線、跳線連接。

2 輸電線路自動化檢修裝置結(jié)構(gòu)總體方案

2.1 加強在線監(jiān)測技術(shù)的系統(tǒng)化和信息化

在在線監(jiān)測技術(shù)的使用過程中曾出現(xiàn)了不穩(wěn)定性等問題，針對這些問題，可以加強在線監(jiān)測技術(shù)的系統(tǒng)化與信息化。通過網(wǎng)絡信息技術(shù)促進無線局域網(wǎng)的使用，來為在線監(jiān)測技術(shù)提供必要的通信網(wǎng)絡支持。在完善過程中首先要對相應的標準進行制定，使在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)在使用過程中形成體系，盡可能以統(tǒng)一標準來進行衡量，以減少相應的問題的發(fā)生，提升對問題處理的能力。其次，對相應的工作人員進行專業(yè)化培訓，使相關(guān)人員具備相應的技術(shù)與專業(yè)素養(yǎng)，加強對他們的日常培訓工作，使之對信息進行及時的掌握，保證監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.2 機器人機械方案的研究

特高壓輸電線路巡視輔助檢修機器人由主體、垂直行走部分、水平行走、動力系統(tǒng)、直流供電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提及通信系統(tǒng)7部分組成，整體結(jié)構(gòu)采用履帶式的行走底盤、蜘蛛臂式的支撐結(jié)構(gòu)、雙副剪叉臂多處鉸接點的過約束配合剪叉臂、可沉降的圍欄防護等。整體結(jié)構(gòu)平穩(wěn)可靠，操作簡單，通過性強，并可實現(xiàn)遠端遙控自行走。機器人利用防墜落軌道的T型鋼，卡在防墜落軌道的T型材兩側(cè)，壓緊支撐輪使行走皮帶與T型材的平面產(chǎn)生足夠的滾動摩擦力，實現(xiàn)在防墜落軌道上的行走，從而達到機器人登塔的目標。特高壓輸電線路巡視輔助檢修機器人采用特種橡膠履帶底盤結(jié)構(gòu)，能夠適應各種地面，如草坪、沙石地、水泥地面等，實現(xiàn)全地形無障礙行走功能。實現(xiàn)升降機構(gòu)部分采用非金屬絕緣復合材料結(jié)構(gòu)，相關(guān)材料符合GB13398等相關(guān)標準，保證絕緣安全裕度。

2.3 母線螺栓固定末端和螺栓擰緊末端

為了防止在螺栓緊固過程中，因螺栓頭跟隨螺母一起轉(zhuǎn)動而導致螺母無法擰緊。因此帶電作業(yè)機器人采取仿人的結(jié)構(gòu)形式，以雙作業(yè)臂進行作業(yè)，即一個機械臂攜帶末端固定住螺栓，另一個機械臂攜帶末端擰螺母，并且作業(yè)末端同樣考慮采用內(nèi)六角套筒的形式與外六角螺栓配合，因此機器人的作業(yè)臂需要調(diào)節(jié)作業(yè)末端裝置相對于外六角螺栓的位置，使得末端裝置的內(nèi)六角套筒與螺母同軸。與此同時，為了完成套筒與螺母的準確對接，作業(yè)末端需要具備旋轉(zhuǎn)自由度，使得內(nèi)六角套筒相對于螺母進行位置上的微調(diào)。末端裝置安裝2個相互垂直的微型攝像頭，可全方位觀察套筒相對于螺母的位置。

2.4 拆卸

完成母線螺栓緊固工作后，機械手末端更換為拆除引流線末端裝置。首先，將作業(yè)機器人吊裝上線，機器人的兩行走輪掛在導線上后，通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機，使機器人沿著導線行駛至工作位置，裝配引流線螺栓末端機械手縱向關(guān)節(jié)2向前移動，同時，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)1逆時針旋轉(zhuǎn)，根據(jù)攝像頭觀察到圖像，確定機器人擰螺栓的初始位置，安裝螺栓固定末端的機械手旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)2向前旋轉(zhuǎn)，通過攝像頭反映的圖像對其旋轉(zhuǎn)及伸縮關(guān)節(jié)進行微調(diào)，使螺栓固定內(nèi)六角套筒與螺栓頭、螺栓、以及旋轉(zhuǎn)套筒同軸心，隨后拆除引流線末端裝置進行夾緊，直至將螺母完全套住，擰螺母裝置電機旋轉(zhuǎn)，進行螺母擰緊或拆卸。另一機械手末端更換為引流線固定夾爪，通過引流線機械臂（帶夾爪）上下和前后移動微調(diào)，將絕緣繩引流線固定器推到和引流線緊密接觸的位置，通過電動機帶動絲桿旋轉(zhuǎn)，使螺母沿著絲桿移動，進而帶動固定夾爪夾緊，使得固定器固定夾緊在母線引流線上，為防止引流線與母線脫開瞬間產(chǎn)生電弧，松開夾爪同時往下拉絕緣繩，脫開母線引流線。

結(jié)語：目前關(guān)于輸電線路缺陷發(fā)展狀況預測的研究工作仍沒有較為確定的評價指標，在定義缺陷風險值的過程中使用的方法和一些具體的參數(shù)給定需要根據(jù)各地區(qū)的具體情況不斷進行調(diào)整，需要進一步研究。同時，由于各方面原因，線路的缺陷數(shù)據(jù)在記錄和保存過程中難免存在缺失和錯誤，影響了預測精度，需要進一步改善。從而保證變電站配件檢修和更換，操作簡單，只需人員地面遙控操作，能大大提高帶電作業(yè)工作效率，提高操作人員的安全性，降低作業(yè)成本。該項目研制成功，可提高效率60%，降低作業(yè)成本50%，社會效益更高。

參考文獻

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