邵紅楊 李佳 王寧

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 天津 300222

引言

目前，人工巡檢、多點(diǎn)固定監(jiān)視和直升機(jī)巡檢作為變電站和電力線(xiàn)路主要的巡檢方式之一。對(duì)于人工巡檢進(jìn)行分析，其費(fèi)用方面，相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很高，但是有著較高的工作強(qiáng)度，而且難以為其巡檢的準(zhǔn)確性和可靠性提供重要的保障，在實(shí)際巡檢的過(guò)程中，很容易存在一定的盲區(qū)。對(duì)于多點(diǎn)固定監(jiān)視進(jìn)行分析，主要指的是將相關(guān)的監(jiān)視器設(shè)備安裝在變電站內(nèi)，并觀(guān)測(cè)變電站各方面的情況。此方法在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用，而且運(yùn)輸時(shí)主要針對(duì)的是圖像，在巡檢的過(guò)程中，也存在盲區(qū)。對(duì)于直升機(jī)巡檢進(jìn)行分析，主要就是在電線(xiàn)路上空，各種設(shè)備的直升機(jī)開(kāi)展相應(yīng)的巡檢工作，此方式很容易受到天氣的影響，而且費(fèi)用較高。為此，在高壓電網(wǎng)巡檢的過(guò)程中，通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人，從某種程度上來(lái)看，不僅節(jié)省成本，而且避免巡檢出現(xiàn)盲區(qū)的現(xiàn)象。為此，文本深入研究了高壓電網(wǎng)巡檢機(jī)器人應(yīng)用。

1 架空高壓線(xiàn)路巡檢機(jī)器人

加拿大經(jīng)多次研究經(jīng)過(guò)多年將其架空線(xiàn)路巡檢機(jī)器人研究出來(lái)，對(duì)于此機(jī)器人進(jìn)行分析，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，針對(duì)防震錘可進(jìn)行越障。而且在第三代樣機(jī)下，其實(shí)際測(cè)試中，此機(jī)器人已經(jīng)通過(guò)。從這種架空高壓線(xiàn)路巡檢機(jī)器人的角度上來(lái)看，其行走的過(guò)程中，離不開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)，而且在障礙物上，此機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)[1]。其中兩個(gè)驅(qū)動(dòng)橡膠輪的車(chē)輪部分和框架的中心結(jié)構(gòu)為此機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)。對(duì)于此結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，主要的優(yōu)勢(shì)為針對(duì)障礙物尺寸和距離等問(wèn)題不存在一定的局限性，針對(duì)各種障礙物能夠更好地適應(yīng)。未來(lái)可以朝著高壓線(xiàn)路方向發(fā)展。

我國(guó)的自動(dòng)化學(xué)院也將其高壓導(dǎo)線(xiàn)巡檢機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)研制出來(lái)。對(duì)于此機(jī)器人進(jìn)行分析，在地線(xiàn)上，可充分進(jìn)行運(yùn)行，而且從此機(jī)器人這兩個(gè)手臂的角度上來(lái)看，其特點(diǎn)為伸縮、轉(zhuǎn)動(dòng)和水平移動(dòng)。并將滾輪安裝在手臂上，手爪可保持松開(kāi)或者是抓緊的狀態(tài)[2]。

針對(duì)架空高壓輸電路進(jìn)行分析，目前，機(jī)械學(xué)院也將其此線(xiàn)路的單導(dǎo)線(xiàn)自主巡線(xiàn)機(jī)器人、多分裂自主巡線(xiàn)機(jī)器人和沿架空地線(xiàn)自主巡線(xiàn)機(jī)器人已經(jīng)研制出來(lái)。其中，從單導(dǎo)線(xiàn)自主巡線(xiàn)機(jī)器人和多分裂導(dǎo)線(xiàn)自主巡線(xiàn)機(jī)器人角度上來(lái)看，針對(duì)桿塔而言，不管是直線(xiàn)的還是耐張的，都可跨越出去。而且這三種機(jī)型在系統(tǒng)上，其結(jié)構(gòu)有著相同之處和不同之處。其中不同之處是對(duì)于移動(dòng)環(huán)境來(lái)說(shuō)，這三種機(jī)型適應(yīng)環(huán)境都不一樣，進(jìn)而在機(jī)器人的環(huán)境識(shí)別和運(yùn)動(dòng)控制上，也是不同的。

自主巡線(xiàn)機(jī)器人在實(shí)際作業(yè)的過(guò)程中，主要作業(yè)的內(nèi)容有兩個(gè)方面，分別為自主移動(dòng)和自主巡檢。對(duì)于自主移動(dòng)作業(yè)進(jìn)行分析，識(shí)別檢測(cè)障礙物和規(guī)劃自主運(yùn)動(dòng)以及避碰等是主要的工作內(nèi)容。對(duì)于自主巡檢作業(yè)進(jìn)行分析，巡檢巡視輸電線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)、金具和桿塔等是主要的工作內(nèi)容。而且巡線(xiàn)機(jī)器人本體、地面遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置和后臺(tái)分析管理軟件系統(tǒng)作為這三種機(jī)型的主要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。首先，巡線(xiàn)機(jī)器人本體。從巡線(xiàn)機(jī)器人本體的角度上來(lái)看，從功能結(jié)構(gòu)入手可分為以下功能子系統(tǒng)，分別為移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)、環(huán)境檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)、電源和管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，此機(jī)構(gòu)主要有由兩個(gè)部分組成，分別為連桿機(jī)構(gòu)和手部夾持機(jī)構(gòu)。而且如果直線(xiàn)路上，沒(méi)有相應(yīng)的障礙物，可實(shí)現(xiàn)爬行，在實(shí)際爬行的過(guò)程中，主要就是在引流線(xiàn)上，能夠?qū)⑵涓鞣N各樣的障礙物跨越出去。對(duì)于環(huán)境檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行分析，此組成結(jié)構(gòu)有GPS -GIS和多電磁傳感器。其中，通過(guò)GPS -GIS能夠更好地檢測(cè)輸電線(xiàn)路，將其當(dāng)前機(jī)器人的位置確定下來(lái)。通過(guò)多電磁傳感器可以識(shí)別出障礙物。對(duì)于巡檢系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以?huà)呙璨⒊上窬€(xiàn)路和機(jī)械故障。對(duì)于電源和管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，針對(duì)電能能夠起到補(bǔ)充的作用，并監(jiān)控機(jī)器人的電源。對(duì)于遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)進(jìn)行分析，此組成的結(jié)構(gòu)有數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)收和無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置，通過(guò)地面遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，將其圖像無(wú)線(xiàn)傳輸構(gòu)成出來(lái)。然后，地面遠(yuǎn)程裝置。此裝置的組成結(jié)構(gòu)有數(shù)據(jù)發(fā)裝置和遙控器以及電源等等。針對(duì)機(jī)器人的相關(guān)狀態(tài)信息可進(jìn)行接收，并將其巡檢數(shù)據(jù)保存起來(lái)。

2 地下電纜巡檢機(jī)器人

對(duì)于地下電纜檢測(cè)機(jī)器人進(jìn)行分析，主要華盛頓大學(xué)成功研發(fā)出來(lái)。此機(jī)器人的外形相對(duì)來(lái)說(shuō)比較長(zhǎng)，就好比是火車(chē)，在行進(jìn)的過(guò)程中，離不開(kāi)電纜，前進(jìn)時(shí)，輪子能夠起到一定的依靠作用，而且此形狀像漏斗似得，“穩(wěn)定臂”能夠達(dá)到平衡的作用。從地下電纜檢測(cè)機(jī)器人的角度上來(lái)看，針對(duì)電纜內(nèi)部電火花可以開(kāi)展相應(yīng)的探測(cè)工作，在實(shí)際探測(cè)的過(guò)程中，主要通過(guò)的是有聲探測(cè)器，將其探測(cè)出的電纜的溫度，通過(guò)紅外線(xiàn)傳感器運(yùn)輸在電腦中，而且在前置相機(jī)下，便于為操作人員提供前方的情況，從操作人員的角度上來(lái)看，針對(duì)機(jī)器人能夠起到一定的幫助作用，有效將其危險(xiǎn)的地方避開(kāi)。

3 變電站巡檢機(jī)器人

針對(duì)變電站巡檢機(jī)器人來(lái)說(shuō)，山東電力研究院進(jìn)行了深入研究，而且經(jīng)過(guò)了三代才將其研究成功。其中對(duì)于第三代變電站巡檢機(jī)器人進(jìn)行分析，在以上兩代機(jī)器人已有功能為，將其電源管理模塊、雙向語(yǔ)言功能、設(shè)備歷史溫度曲線(xiàn)分析功能添加其中，并對(duì)超聲傳感器更換掉，運(yùn)用了激光傳感器，針對(duì)充電機(jī)構(gòu)又開(kāi)展相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，與前兩代機(jī)器人相比，其性能方面，穩(wěn)定性和可靠性要高。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于高壓電網(wǎng)工作進(jìn)行分析，通過(guò)巡檢機(jī)器人開(kāi)展此項(xiàng)工作，從某種程度上來(lái)看，是一種技術(shù)手段?；诖?，在實(shí)際工作的過(guò)程中，可充分應(yīng)用此機(jī)器人，通常情況下，此機(jī)器人有架空高壓線(xiàn)路巡檢機(jī)器人、地下電纜巡檢機(jī)器人、變電站巡檢機(jī)器人，使得此工作的效果的效果獲得提高。