（广西电网有限责任公司南宁供电局 广西南宁 530031）
摘要：保证电力设备稳定正常工作和整个电力系统的安全运行是电力管理中的核心问题。由于输电线路、杆塔等长期暴露在外界环境中，受人为因素、恶劣的天气状况、电气闪络、机械张力与材料老化等多种原因而产生线路断股、开裂、腐蚀等损伤，如果不及时检修的话，就会严重影响到电力的正常运行，甚至造成严重的停电事故和人身安全事故。所以为了确保输电线路的安全运行，必须定期对输电线路进行巡检，了解输电线路的健康运行状况，消除事故隐患。
关键词：高压输电线路；智能巡检机器人；研制
引言
我国高压输电网覆盖面积大、联网程度高，同时随着国民经济的发展，对电力系统可靠性的要求越来越高，特别是用户要求输电线路安全可靠地保证不间断供电，因此必须采取措施确保线路的连续供电。
1穿越越障巡检机器人系统
1.1系统组成
巡检机器人系统是由终端层、基站层和通信层组成的网络分布式系统。终端层由巡检机器人本体、太阳能充电基站和地线道路改造结构三部分组成，是整个系统实现巡检功能的核心部分。通过机器人本体与地线道路改造结构的一体化设计，实现了巡检机器人安全高效越障的目标。机器人本体电量不足时，会自动在太阳能充电基站处进行充电，以满足长距离运行的电能在线补给需求。基站层由地面控制基站组成，其为车载或人工携带的地面移动监控操作平台，与巡检机器人本体间通过以太网或3G公网通信，实时接收机器人的状态信息、发送地面遥控指令、接收并保存巡检图像与数据、对巡线机器人本体进行视频监控。通信层由安装在巡检机器人本体上的无线网络移动站和3G无线路由器等设备组成，其通过以太网和3G无线公网数据传输技术为终端层和基站层提供高效透明的数据传输通道。
1.2主要功能
（1）图像分析处理功能：后台分析诊断管理软件，可以实现自动导入巡检图像和数据信息、报表生成与打印、绝缘子污秽评价、可见光图像处理、导线动态增容决策等功能。
（2）行驶越障功能：沿改造后的架空地线穿越行驶，小坡度（不大于８°）下自主滚动行驶穿越防振锤、悬垂线夹和耐张线夹等组合障碍物，大坡度（大于８°）下自主蠕动行驶穿越上述障碍物。
（3）巡检功能：通过对机器人本体上安装的云台进行控制，实现其上搭载的可见光摄像机和红外成像仪等设备对通道走廊、输电线路和杆塔地基连续录像与定点拍摄，在巡检机器人系统的整个作业过程中，所有图像均存储在机器人本体中并可实时传输至地面控制基站。
（4）电能在线补给功能：通过与安装在杆塔塔头处的太阳能充电基站的对接充电，在不更换巡检机器人本体蓄电池的前提条件下，实现电能的在线补给，为巡检机器人长距离运行提供电能基础。
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2巡检机器人关键技术
2.1巡检机器人机械结构研究
高压输电线路由导线、塔架和各类附属设备组成，这些器件组合成复杂的作业环境，巡检机器人要完成各类线路的巡检工作，对其机械结构提出很高的要求，主要包括以下内容：1）以平缓的速度沿输电线路移动是巡检机器人运行的基本能力，是保障正常巡检的基础，速度太快容易遗漏检测细节，速度过缓则影响了检测效率；2）巡检机器人在巡检过程中，除了自身的结构外还要携带大量传感器、通讯设备等，因此机器人的结构设计轻便化也是巡检机器人研究的关键；3）我国地形比较复杂，各个杆塔之间高度差各异，线路坡度各式各样，根据巡检的实际要求，机器人应具有较大角度的爬坡能力；4）巡检机器人在高空作业时，需要有自我保护能力，当发生机械故障、电击等事故时，能够实现安全自锁，防止坠落；5）机器人在巡检过程中，能够快速翻越遇到架空线上的障碍物，保障检测的顺利进行，因此机器人的设计要实现其安全可靠性的越障能力；
2.2电能在线补给
机器人在输电线路上长距离运行，需要在线取电，在杆塔上建立太阳能充电基站来解决机器人电能不足的问题，安装在杆塔顶端的太阳能板将太阳能转化为电能储存在太阳能充电基站的蓄电池中，当机器人运行至安装有太阳能充电基站的杆塔处时，如果其检测到自身电池电量不足以完成后续巡检任务，即可与充电基站对接充电获取电能补给。
2.3巡检机器人通讯技术
机器人作业在高磁场的环境中，如何保障无线通讯的稳定和有效也是需要考虑的关键技术。巡检机器人在巡检过程中将采集的目标物的图像信息、自身位置信息等实时的传送给地面基站进行分析处理，在传输过程中需要克服障碍物遮挡、远距离传输等问题，同时还要想办法保障信息的准确、稳定和高速率的传输。如今采用的通讯技术手段包括无线局域网、3G和无线路由器等通信方式。无线局域网在偏远山区没有无线覆盖且容易被障碍物阻挡，3G通讯比较适合在偏远山区进行数据传输，但是费用太高，无线路由器在短距离应用效果尚可，但是距离过长的话，效果就会明显下降。所以要对现有通讯技术的优缺点进行考虑，探究如何合理组合应用，以适应不同环境下巡检任务的顺利完成。
3发展趋势
巡检机器人已经成为特种机器人领域的研究热点，其技术发展有三个值得关注的趋势：第一，基于组合作业模式的巡检机器人。一个多任务的机器人必定体积大而且笨重，在电网中使用是不可能的。由于巡线任务的复杂性，可以将目前的几种作业方式，包括机器人巡检、直升机巡检和在线监控等进行合理的组合，构建一种全新的涵盖多种巡线作业模式的巡检平台，实现相互间的信息交互与共享；第二，基于多传感器融合的输电线巡检机器人。随着自主巡检机器人技术的逐渐完善和线路故障探测方法的成熟，一个巡检机器人一定会集成多种传感器，运用多种传感器进行机器人行走越障的导航与定位，对线路故障的精确诊断，并完成故障的及时维护，真正实现机器人代替人员对架空输电线的巡检与维护工作；第三，基于智能电网的输电线巡检机器人智能电网系统的快速发展，新一代电网设备互联标准逐渐使用，巡检机器人应具备与智能电网信息网络互通的能力，发挥巡检机器人快速反应的优势，完成输电线的及时准确的维护工作。
4结语
总之，高压输电线路定期巡检对确保输电线路的安全、可靠具有十分重要的意义。而智能巡检机器人的应用，为输电线路的巡检工作提供了技术上的支持，使得巡检工作变得更加安全和高效，所以，相关的工作人员应该加大对机器人的研究力度，不断提高机器人的工作效能，以促进输电线路巡检工作的顺利完成，从而促进电力企业的持续发展。
参考文献：
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[4]吴功平，曹珩，皮渊，付兴伟.高压多分裂输电线路自主巡检机器人及其应用[J].武汉大学学报（工学版），2012，01：96-102.
作者简介：
廖辉（1976.09）男，广西武鸣人，工程师，工作单位：广西电网有限责任公司南宁供电局，研究方向：输电线路。
张攀（1987.02-），男，河南商丘人，广西大学电气工程研究生，工程师，工作单位：广西电网有限责任公司南宁供电局，研究方向：输电线路。
论文作者:廖辉,张攀
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
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