张志峰
国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市 030000
摘要：变电设备开展带电检修工作，是当前电力企业主流的发展趋势，一方面，带电检修可以减少停电后对于相关社会企业、用户的影响，另一方面，应用机器人维修策略，可以实现变电设备检修工作的安全性和高效性，从而确保相关检修工作的有序开展。
关键词：变电设备；带电检修；应用
1 机器人检修工作的实际需求分析
1.1 带电开展螺栓作业、引流线作业
由于变电设备在日常检修过程中，螺栓松动或者接头过热属于检修作业的常见问题，另外传统的维修作业大多需要对变电设备进行停电处理，进而开展相关线路的检修工作。
机器人技术的应用发展，为传统变电设备的检修作业流程带来全新的改变和创新，首先借助机器人强大的绝缘能力，实现带电检修作业，其次对于较为简单的螺栓问题、引流线问题，进行对应的快速处理，可以实现无荷载作业，减少对于变电线路的影响，同时可以快速完成对母线侧隔离开关以及相关设备螺栓的检测，开展自动化的拆卸、安装等操作，对于端口下的检修作业同样可以轻松应对。
1.2 带电绝缘子气吹扫、除冰工作
近年来，变电设备外部设施经常发生污渍积聚等问题，尤其是在冬季时节，结合冻雨问题的影响，将线路包裹成厚厚的冰层，为变电设备的运行带来了诸多的安全隐患，极有可能引发冰闪、污闪现象，为变电设备的正常运行带来潜在的危险系数。同时缺乏相关智能化的检测、维修设备，开展对应的维修工作时，务必进行停电操作，从而造成大氛围的停电问题产生，基于当前变电设备的影响效应，需要进行大面积的人工操作，对冰层进行敲打或者清扫工作。
机器人的出现，为发冰闪、污闪现象带来新的解决方案，其中利用智能机器人，开展带电检修工作，利用绝缘子气清扫、除冰，实现发冰闪、污闪现象的有效解决。带电检修作业过程中，机器人需要携带高压气吹装置，并且利用上平台设备导致需要维修的指定位置，对需要开展工作的作业面进行空间三维重建，计算出绝缘子轴心有效喷射半径，利用机器臂对操作面进行上下端的固定，以绝缘子喷气设备对准操作面，进行喷气作业。一方面，在开展机器人喷扫作业前，需要确保绝缘子喷气装置充足的作业气体，同时在作业期间需要保证除冰效果，将高压气泵放置于机器人身上，确保通过绝缘气管，可以将高压干燥的绝缘气体输送到指定位置，实现清洁作用，保证除冰效果，另外当需要检测憎水性时，利用机器人的喷枪结合视觉控制系统，对水滴进行成分提取。机器人开展除冰、除污作业时，需要确保作业能源的充足和有效，一方面，对结冰情况进行必要的数据分析，及时了解机器人的作业成效预测。另一方面，对机器人气体喷射情况进行必要的数据检测，了解喷气产生的作用力，谨防对变电设备带来其他额外的影响和损失，造成潜在的危害效应。
1.3 复杂空间检测与维修作业
对于复杂空间的变电设备检修工作，利用机器人开展带电作业，需要结合检测仪器，开展相应的维修作业工作。由于机器人需要较大的作业空间，进而保证相应的操作切实有效，当空间受限时，机器人对于空间数据需要进行必要的调整和分析，同时对作业环境以及作业方案进行科学的调整，以此来适应复杂的作业空间。另外，在作业环境中如果存在一定的障碍物，则机器人需要对障碍物进行数据分析，以此来检测障碍物对于检修工作的影响效应，例如，需要旋转机器人相关结构等，从而确保在复杂空间中进行有效的维修作业。
随着当前变电设备的发展和进步，越来越多的设备呈现出集中化、小型化的发展趋势，进而造成维修作业的空间进一步缩小，开展相应的带电维修作业，需要更为先进的小型机器人，从而对应复杂的作业环境，开展更高效的维修作业。
2 机器人总体构件设计
机器人的总体构件设计，主要分为上平台与下平台两个部分组成，其中上平台主要包括主控系统、机械臂系统、传感器系统、电源系统、监控系统等，而下平台包括地面监视与控制平台。科学开展上下平台各子部件的设计，可以实现机器人功能的最大呈现效果。随着5G网络通信的发展，以5G通信技术，实现机器人相关系统数据的有效传输，同时以机械臂为主要作业设备，结合主控系统进行对应的维修作业。除了上述的硬件设备，还需要对机器人内部运行系统进行设计，尤其是借助5G网络的信息数据传递路径，进行对应的数据操控，从而实现对机器人相关操作的精准把控。
3 关键部位设计
3.1 等电位作业上平台
主机械臂、从机械臂、相机、系统工具箱、电流系统、控制器为等电位作业上平台的主要设备，根据机械臂的运动路径，结合相关设备的操作路径，确保机械臂运动的平稳性和准确性，同时进行科学合理的设备布局，进一步保障机器人在开展对应的检修工作时，可以实现高效检修作业成效，其他设备对于机械臂的操作路径不会带来任何的影响。另外，相关设计方需要考虑机械臂存在一定的局限性，需要确保工作平台结构的紧凑性，为机械臂的作业空间提供充足的应用需求[1]。
3.2 智能化载体设计
在开展带电检修作业时，机器人可以在变电站内自由移动，结合平台升降功能、绝缘特性等相关内容，设计和研制适合变电站复杂作业空间维修作业的机器人智能载体，从而实现在变电站作业区域内，可以灵活开展相应的维修作业，同时不会影响到变电站相关设备的正常运行。智能化载体设计，当前普遍存在两种研发趋势：(1)集合性质的载体设计；(2)可以拆分形式的载体设计，二者对应的维修作业环境需求不同，进而导致二者的设计标准存在一定的差距。无论智能化载体的设计发生何种改变，对于载体的初衷始终要确保可以为机器人提供必要的空间移动成效，其次要保证平台上升空间满足规定的作业维修需求，另外智能化载体要具有一定的绝缘性，从而保证在维修作业时，不会对相关设备造成不必要的损失和影响[2]。
4 检修机器人整体作业内容的检测和升级
检修机器人在开展带电作业时，其作业姿势、作业姿态对于工作成效具有一定的影响作用，因此，在开展机器人作业操作时，需要对作业姿势进行必要的检测和分析，确保在实际应用过程中，机器人作业姿势符合科学的设定标准，同时确保相关作业满足带电作业维修的需求。在测试过程中，由于机械臂需要进行不同操作的位置变化，进而可能造成机械人设备中心发生不同程度的偏移，需要注意的，在机器人中心发生变化时，确保其机器人不会发生倾覆或者跌倒等问题产生，一方面，需要确保机器人带电维修作业的稳定性，另一方面，要提升机械人在作业过程中维修作业的高效性。根据相关数据进行信息统计以及信息分析，进一步确保机器整体作业情况的专业性和稳定性。另外，基于对机器人运动轨迹的数据分析，进行后期的数据整理，为后期的作业线路设定提供必要的数据支持，进而实现对能源的高效节约，同时还能够优化作业轨迹，提高机器人的作业效率。基于对机器人实践过程中的数据汇总，结合大数据技术，以智能化操作为核心，提升机器人在变电设备中进行带电维修作业的工作效率和工作时间，以科学技术为指引，不断改善机器人当前维修工作的具体问题，对相关数据进行分析和梳理，为后续的改进工作提供必要的技术支持[3]。
5 结论
综上所述，通过对变电设备带电检修工作的研究，基于机器人具体的检修作业内容，进行系统的阐述，开展机器人相关构件的设计应用，为电力行业的未来发展，提出了一系列建议和想法，为实现智能化机器人自动化全系统维修作业的发展目标不断努力。
参考文献
[1]汪祝年，周鹏，蒲庭燕.耐张绝缘子带电更换机器人机械系统研制[J].科学技术创新，2019(1):170-171.
[2]庄建煌.便携式多功能遥控带电检修装置的研发[A].福建省电机工程学会.福建省电机工程学会2018年学术年会获奖论文集，2018:87-92.
[3]梁庆华，吴甜，刘海朋.智能变电站带电检修机器人控制系统分析[J].科技经济导刊，2018,26(23):15-16.