架空高压输电线路巡线机器人样机研制-中国带电作业网.pdf

维普资讯 第 3O卷 第 13期 电 力 系 统 自 动 化 Vo1．3O No．13 90 2006年 7月 10 日 Automation ofElectricPowerSystems July10，2006 架空高压输电线路巡线机器人样机研制 吴功平，肖晓晖，肖 华，戴锦春，鲍务均，胡 杰 (武汉大学动力与机械学院，湖北省武汉市 430072) 摘要 ：介绍 了所研制的220kV架空高压输 电线路巡线机器人。该机器人的特点是 ：用最少的 自由 度和小巧 紧凑的机械结构 以及多传感器与机 器视 觉混合伺服方法，实现 了机器人在一根相线全程 线路上的 自主行驶运动 (滚动、爬行和跨越 ／避让障碍物)；用电流互感器技术实现 了机器人 电能消 耗的在线 自动补给 ；用可见光摄像机和红外热成像仪 实现 了线路 的巡视与机械 电器故障的检测诊 断；巡检线路及其信息实现 了计算机管理。该机器人 已通过 了现场带电线路上的运行试验 ，具有广 阔的应 用前景 。 关键词 ：巡线机器人 ；架空高压输电线 ；自主越障；电能在线补给 ；检测诊 断与管理 中图分类号 ：TM755；TP242．2 0 引言 是具有跨越障碍物功 能，但 由于其结构尺寸大和重 量重 ，因而实用性差，并大多仍处在实验室研制阶 架空高压输电线路是长距离输送电力的重要设 段 ；另一类是只能在 2个杆塔 间的直线段巡线 ，不具 备 ，主要包括输 电导线及其金具、绝缘子串组合 、杆 备跨越障碍物功能，因而其巡线作业范 围受到了很 塔和地基 ，以及输 电线路的安全通道 。在交变机械 大限制。国内巡线机器人的研究始于 90年代末 ，作 载荷 、电器闪络 、材料老化和 自然灾害等因素的综合 者所在 的课题组开展巡线机器人的研究工作 ，曾先 作用下，输 电线路会产生机械电器故障、杆塔及其地 后研制成功了用于单分裂导线直线杆塔段 (不含耐 基和交叉跨越安全距离等变化 ，若不及时发现和修 张杆塔)的遥控操作小车和蠕动爬 行机器人 j，尤 复，将造成严重 的停 电事故和人身生命安全 隐患。 其是从 2002年开始 ，在国家 “十五”863计划的连续 因此 ．对输电线路机械 电器故障和安全 隐患进行早 2次资助下 ，已研制成功 了具有沿 220kV单分裂导 期检测巡视和修复，将事故隐患消除在萌芽状态 ，对 线全程线路行驶和巡检作业 的巡线机器人样机 ，并 确保线路的安全正常运行具有十分重要的意义。目 在机器人机构、电能在线补给 、机器人局部 自治和系 前 ，对输电线路的巡检主要采用人工巡线和直升飞 统与技术集成等关键技术上取得 了实质性的突破。 机巡线 2种方法 。人工巡线费用低廉，但巡检精度 该样机已通过 了现场线路 的带 电运行试验，并表现 低 ，劳动强度大，且存在巡检盲区(即人工不能到达 出良好的应用发展前景 。 的地方)；直升飞机巡线效率高 ，可机载多种