摘要：电力作为现代社会最基础的能源之一在各个行业中发挥着极为重要的作用。目前线路带电作业，主要依靠具有带电作业资质的熟练人员完成，而随着电网规模的不断扩大，输电线路带电作业检修压力逐渐增大。加上对电网可靠性的要求越来越高，提高输电线路带电作业工作效率成为输电线路的迫切需求。本文就输电线路带电遥控自动化检修装置研究与应用展开探讨。
关键词：输电线路；带电遥控；自动化检修装置
引言
由于架空输电线路所处的环境和地形较为复杂，放线施工中总会对沿线植被产生一定的破坏，兼之工程行业人工成本的持续增高，迫切需要在作业层面提高施工机械化的应用比例。
1输电线路自动化检修装置理论和实践依据
当前高压输电线路有多种类型，机器人在高压输电线路中的运用主要分为两种：（1）面对地线作业机器人；（2）面对导线作业机器人。后者的主要任务包括了紧固螺栓、修补导线以及复位防震锤等。本文设定的作业对象为220kV耐张杆塔上压缩型耐张线夹螺栓以及单分裂导线上单联悬垂绝缘子串，同时展开双作业任务：禁锢耐张线夹螺栓，人工辅助更换单片绝缘子。借助球头挂环，在杆塔横担之上悬挂悬垂绝缘子串的上端，其中间主要由许多绝缘子进行串联，而其下端则利用W销联接于碗头挂板。压缩型耐张线夹由管体、引流板、引流线夹以及连接引流板引流线夹的外六角螺栓组成，耐张线夹两端分别与导线、跳线连接。带电校紧引流板螺栓和拆除母线引流线装置共用一个机器人移动平台，利用无人机载体，把带电工作装置或传递装置运至工作点，利用地面人员遥控器给工作装置作业指令，并按步骤完成作业要求。
2输电线路自动化检修装置结构总体方案
2.1输电线路巡线设备
（一）直升机空中巡视。采用直升机空中巡视与巡线员目测巡视相比,效率较高,但存在以下问题。（1）作业程序繁琐。涉及飞行、地勤、加油、通信、气象、维修等问题,导致运行成本高。我国空域和航线管制比西方国家严格,0m以上均属管制空域,每次巡线作业都要事先向有关管理部门申请,导致直升机巡线不及时。（2）风险高。普通直升机飞行员无法执行巡线任务,需要到国外接受专门培训,任何一个环节出问题就可能导致机毁人亡。（3）受天气影响大。雾、风、天气寒冷直升机巡线事故率上升、巡线率降低。（4）不便于推广。只有大的电力集团才有实力购买直升机、培养飞行员,地方电力公司很难有足够的财力去进行这项业务。（二）巡线机器人。巡线机器人是一种以一定速度在架空输电线上爬行,带电作业并能跨越防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍,利用携带的传感仪器对杆塔、导线、避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近检测,代替人工进行电力线路巡检。巡线机器人的出现提高了巡线工作效率和巡检精度。从目前国内、外已取得的研究成果看,无越障功能的架空电力线路巡线机器人技术较成熟,已近于实用阶段。但这类机器人一般需人工参与,只能完成两线塔之间电力线路的检查,作业范围小。自主巡线机器人能跨越线路附件、线塔等障碍物,作业范围大、线路巡检作业时间长。但研究进展缓慢。机器人巡线存在以下缺点。（1）存在安全隐患。巡线机器人可能对输电线路造成影响(短路、断路等),输电线路中高压也可能对巡线机器人造成损伤。（2）展开、回收麻烦。巡线机器人开始工作之前需专业电工爬到杆塔上,将其置入巡线轨道;巡线结束后将其收回。带电作业对电工的人身安全造成一定威胁。（3）电磁干扰。巡线机器人由于置身于高压线路间的强电磁场中,存在电磁干扰,影响机器人及地面控制台的通信。（4）半自主巡线机器人对人员依赖性大。每个杆塔都需要人工协助跨越,要求地面站工作人员紧跟机器人进行移动,不利于山区巡线作业。目前直升机和机器人巡线均存在一些问题,需要采用新技术、开发新产品。
2.2主要工作过程
现场使用时，将线上执行装置启动并安放到线上。打开地面控制系统PC主机上的主操作软件，线上执行装置上的高清图传系统可将图像数据传输到PC主机上。现场工作人员可以根据PC主机上的视频观察和了解高压线上设备的工作环境和状况。现场人员操作地面控制台上的按键或摇杆等，如操作线上执行装置移动，地面控制器会采集地面控制台上的操作数据，将对应的操作转换成指令并通过无线传输模块传输到线上执行装置。线上执行装置通过主控制器读取无线传输模块采集到的数据，并转换解析成相应执行指令，并下发到各执行器，如移动平台接收到指令后，按照指令移动相应的位置。线上执行装置其他执行机构如机械臂、螺栓固定末端、螺栓拧紧末端、拆线引流末端，与地面控制系统采用同样的方式进行遥控操作。
2.3遥控智能执行
服务端程序读取控制文件，经校验通过后，将设备ID、当前状态、控制目标结果等通过消息发送各客户端程序，客户端所在的工作站通过配置文件的方式读取。客户端所在的工作站收到消息后D5000系统自动弹出遥控操作执行界面，在画面最上层显示，并根据智能防误操作票系统发送的控制序列请求信息，将需要控制的设备对象及其控制状态，按照操作步骤和顺序成列表形式在执行界面上半部分显示，将当前准备执行或正在执行的画面自动调出，在遥控执行界面下半部分显示。该界面下具备“单步”和“连续”2种操作模式，操作人员可根据需要灵活选择应用。
2.4遥控旋翼机在输电线路工程架线施工中的应用
遥控旋翼机展放导引绳技术是利用旋翼机从线路路径上空飞过，人在地面遥控其张力牵放一根轻质柔性绳索至新建输电线路沿线各基铁塔，以供施工人员利用这根绳索牵引后续绳索直至钢丝绳的新型导引绳放线方式。主要工艺流程为：将待展放的一级引绳全部置于起点地面线盘上，并将绳盘上的绳头带上塔顶，当旋翼机飞至该塔顶上方悬停并从遥控放线器中放出一段5～10米的引绳到塔顶后，将从地面带上塔顶的绳头和旋翼机放下的绳头相连，旋翼机便可牵引引绳向下一基塔顶飞去，飞行过程中，引绳张力由地面s绳盘控制人员根据指挥员的命令进行控制，使引绳在展放过程中始终处于带张力腾空状态，旋翼机在飞越该区段最后一基塔顶后带引绳下降，当塔顶人员抓住引绳后，遥控人员遥控脱绳器打开，将绳头抛下着陆，完成该区段一级引绳展放。在旋翼机展放导引绳施工工艺流程中，由旋翼机展放的引绳称之为一级引绳，其后顺序牵引的引绳为二级、三级引绳，引绳的破断力随引绳级别的不断升高而增大，直到足以牵引导引绳。当一级引绳放通并升空后，二级及其以后的引绳可利用小型高速牵张设备和张力放线常规小牵张设备顺序进行牵放。因此整个工序的关键工作和首要任务是确保旋翼机顺利进行一级引绳的展放。
结语
输电线路带电作业机器人是目前电力行业较为专注的重点研究领域之一，该装置可解决输电线路高压引流线的拆卸和耐张线夹的紧固带电作业项目，从而保证变电站配件检修和更换，操作简单，只需人员地面遥控操作，能大大提高带电作业工作效率，提高操作人员的安全性，降低作业成本。该项目研制成功，可提高效率60%，降低作业成本50%，社会效益更高。
参考文献
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