1000kV交流输电线路机器人巡检技术

    移动机器人技术的发展为架空输电线路巡检提供了新的移动平台。巡线机器人是沿架空高压输电线路进行巡检作业的全自动化的巡线装置，能够带电工作，沿输电导线全程运行，利用携带的传感仪器对杆塔、导线、地线、绝缘子、金具、线路走廊等实施接近检测，提高巡线的工作效率和巡检精度。目前，国内部分科研单位已经研发出适用于超高压线路的巡检机器人，特高压架空交流输电线路的机器人巡检时代随着技术的发展也必将临近。    1．国内外机器人巡检技术的发展现状    机器人巡检的研究始于20世纪80年代末，日本、加拿大、美国等发达国家先后开展了巡线机器人的研究工作，2006年11月，日本关西电力公司和东京工业大学的研究小组开发出的机器人高约1. 6m，装有两个车轮组，车轮组下方是手臂状主体，将车轮架到输电线路上，车轮就能带着悬垂在下方的机器人主体一起沿着电线运动。若遇到障碍物，机器人就会驱动“手臂”上的4个旋转部件，改变重心，并使两个车轮组先后悬浮离开输电线，跨过障碍物。工作人员用特制的遥控器就可以在地面操纵这种机器人。机器人的内置照相机能清晰拍摄输电线路的情况，然后将数据无线传输给遥控器。工作人员根据遥控器显示屏上的画面就可大体掌握输电线的破损程度。    在国内，从20世纪90年代开始对巡检机器人做了大量的研究，尤其是在“十五”国家高新技术发展计划（863计划）的支持下，武汉大学和中国科学院自动化所、中国科学院沈阳自动化研究所等同时开展了巡线机器人的研制工作。中国科学院沈阳自动化研究所研制了超高压输电线路巡检机器人，并与锦州超高压局合作开展了现场带电巡检试验。试验在阵风的条件下进行，机器人在500kV超高压输电线路上成功地完成了沿线行走、跨越障碍及巡检作业任务，结果显示该机器人性能达到了国际先进水平。    2．特高压机器人巡检技术的关键技术    特高压巡检机器人是一个集机械、电气、控制、通信、计算机等多门科学技术于一体的高技术装备。1000kV交流输电线路机器人巡检技术应该包含两个主要方面的研究内容：①巡线机器人技术问题，即开发满足巡线作业功能的巡线机器人技术与装备；②巡线机器人的应用问题，即研究适用于机器人操作的检测技术。    3．机器人巡检技术的实现    机器人巡检系统由巡检机器人和地面移动基站组成。机器人能够在1000kV交流输电线路上沿线行走及跨越障碍，携带摄像机检测输电设备的损伤情况，并将检测到的数据和图像通过无线传输系统发送到地面基站，以便地面人员及时准确地掌握输电线路的运行状态，发现线路设施的损伤、缺陷等故障情况。    巡检机器人包括系统电源、机器人本体、控制系统、检测设备和通信设备，地面设施包括上下杆塔辅助设施和地面基站。机器人应能够在1000kV交流输电线路上一档内沿架空地线自主行走，其上携带的摄像机或红外热像仪作为检测装置，用于检测输电线、防振锤、绝缘子和杆塔等输电设备的损伤情况，并将检测到的数据和图像信息经过无线传输系统发送到地面基站；地面基站可以接收、显示和存储机器人发回的数据和图像资料，并对机器人的运行状态具有远程控制和检测的能力。    目前，特高压机器人巡检技术仅仅作为巡视技术的一个发展方向，虽然无越障功能的架空线路巡线机器人技术较为成熟，但需人工参与，且只能完成两线塔之间电力线路的检查，作业范围小实用性较低。带有自动越障功能的特高压机器人巡检技术仍需探索研究。