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高压输电线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,***终导致严重事故。因此,电力公司需要定期对线路设备进行巡检,及时发现早期损伤和缺陷并加以评估,根据评估结果安排必要的维护和修复,从而确保供电的安全可靠性。传统的人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦,特别是对于山区和大江大河等的输电线路巡检存在很大困难,甚至一些巡检项目靠常规方法都难以完成。因此,采用机器人自动巡线成为保障高压输电线安全运行的一种必要手段。
高压输电线路巡线机器人属于特种机器人的研究范畴,主要完成高压供电线缆的无损探伤、悬垂绝缘子绝缘特性检测、输电线附件输电性能测试、机械连接牢固性检查、线缆***清除等高空作业。国外在巡线机器人领域的研究起步较早,研究水平较高,1988年,日本东京电力公司的Sawada等人研制了光纤复合架空地线巡检移动机器人,该机器人可以沿地线爬行,遇到障碍物时,可以通过弧形手臂辅助跨越。加拿大魁北克水电研究院的Montambault等人于2000年研制成功了输电线遥控机器人,该遥控机器人可以消除电力传输线上的积冰,并可以用来线路巡检平台。国内关于输电线路巡线机器人的研究还处于起步阶段,只有武汉水利大学、山东大学、中科院等作过一些研究。
2.机器人概述
由于高压输电线的线缆附件种类多、形状复杂,因此,越障成为巡线机器人要具备的首要功能。本文所述的机器人采用3个自由摆动的吊臂跨越线缆附件,当遇到障碍物时摆动3个吊臂,使3个吊臂依次通过障碍物。机器人本体如图1所示,该机器人可以在四分裂、二分裂、单股等高压输电线缆上爬行,可自主跨越悬垂绝缘子、隔离棒、防振锤、线夹等线缆附件,具有输电线缆的检测功能。机器人综合性能指标如下:1)本体外形:850×300×700mm;2)本体重量45Kg;3)缆径适应性Ф10~Ф25mm;4)移动速度0~25m/min;5)爬升角度0~30°;6)控制方式:自主运行和主从遥控操作;7)故障处理:手动/自动。
