【摘 要】
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随着我国电力系统的不断发展,电压等级的逐渐提升以及输电线路的迅速增加,绝缘子已经成为了输电线路中应用最多的一次设备,其安全稳定直接关乎输电线路的安全。在实际运行中,由于绝缘子长期工作在户外,易受扬尘,雾霾等天气因素的影响,导致绝缘子表面积污,在气候条件恶劣时极易引发绝缘子串表面闪络。不仅如此,在长期的机械应力以及自然环境的影响下,将会导致绝缘子的电气性能大大下降,从而产生低零值绝缘子,这将严重影响
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随着我国电力系统的不断发展,电压等级的逐渐提升以及输电线路的迅速增加,绝缘子已经成为了输电线路中应用最多的一次设备,其安全稳定直接关乎输电线路的安全。在实际运行中,由于绝缘子长期工作在户外,易受扬尘,雾霾等天气因素的影响,导致绝缘子表面积污,在气候条件恶劣时极易引发绝缘子串表面闪络。不仅如此,在长期的机械应力以及自然环境的影响下,将会导致绝缘子的电气性能大大下降,从而产生低零值绝缘子,这将严重影响电网安全。目前输电线路绝缘子的清扫与检测大多还是停留在人工作业的方式上,存在着人力劳动强度大,检测数据精度低,带电作业风险系数高等诸多问题。为了解决现存问题,将智能化机器人技术应用于绝缘子清扫与检测领域,可为输电线路带电安全化智能化作业提供一些新的思路。参照工程实际的特高压直流输电线路架构,运用智能化机器人技术同时结合电磁场的相关理论,本文研发设计了一款特高压直流输电线路绝缘子清扫与检测一体化机器人。根据旁路电路的原理,利用等电位作业理念,克服泄漏电流对检测回路的影响,设计出机器人的检测方法并探讨了其最佳作业路径;然后,介绍机器人的机械结构设计与配套功能,分析了机器人的控制系统的设计等;同时针对特定功能合理选用部件器材,设计机器人的硬件电路同时编写机器人的软件系统,保证整体设计的合理性与完整性;最后,通过有限元仿真软件ANSYS构建特高压输电线路绝缘子清扫与检测一体化机器人作业模型,利用静电场仿真模块,研究分析了在带电作业过程中机器人机箱内部场强分布特性,机箱外部场强分布特性,机器人机身边缘局部放电现象以及机器人部件连接处间隙放电特性,并针对一些设计缺陷进行优化调整,从而找出最佳设计方案;搭建工程实际试验平台,通过现场试验进一步验证机器人的各项性能,保证设计的可行性与实用性。研究结果及现场试验表明:机器人可适应特高压线路的复杂电磁场工况,且能顺利完成清扫任务同时测量误差保持在5%以内,能够很好地完成工程实际的绝缘子清扫与检测作业,具有良好的工程实用性和实际推广价值。
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