（东莞电力设计院 广东 东莞 523000）
摘 要：高压架空输电线路自动巡线机器人在实际的应用过程中有效的解决了电线路运行维护工作中一些人工无法有效解决的问题，本文主要概述了高压架空输电线路自动巡线机器人主要应用原理以及技术要点。
关键字：高压架空输电线路；自动巡线机器人；应用；
高压架空输电线路中大力倡导自动巡线机器人应用，可以有效提高对高压架空输电线路系统的监测与维护，在一定程度上保障了高压架空输电线路的安全运行，提高了电力的稳定性以及整体质量。
一、高压架空输电线路巡检现状
在电力系统中关键的核心任务就要要保障电力的高质量以及稳定性。在电力传输设备中最关键的设备是电力传输设备。高压输电线路的电力线以及杆塔的配件设施长期在野外中，受到一些机械以及自然因素的影响，造成了材料老化等问题的出现，导致断股、磨损以及腐蚀等损伤现象，如若没有在第一时间上进行更换维修，就可以能导致大面积的停电事故，造成巨大的经济损失。这也就意味着，对输电线路进行规范化的巡检，保障输电线路的安全性以及稳定性，对于一些存在的风险要及时进行规避，防患于未然。在传统的电力巡线过程中都是通过人工方法进行检修巡查，工作人员通过人工徒步以及其他方式沿着电力线行走，通过肉眼观测或者利用望远镜等设施对电力线以及配件的运行状态进行外观状态进行观察，工作环境艰苦、检查周期长以及效率低的弊端，同时对工作人员的责任心以及职业道德有着一定的要求，但是很难保障巡检的质量与效率。
二、高压架空输电线路自动巡线机器人的应用探讨
（一）高压架空输电线路自动巡线机器人的应用必要性。高压架空输电线路巡线机器人的发展与研究可以有效的解决在高压架空输电线路中出现的实际问题，提高高压架空输电线路检查的质量和效率。自动巡线机器人把移动机器人作为载体，通过可见光摄像机、红外热成像仪以及其他的检测仪器作为运行操作系统，利用机器视觉—电磁场—GPS——GIS等信息融合信息构建一个自主移动、巡检的导航系统，把嵌入式计算机控制系统作为开发的硬件平台，在操作过程中有障碍物检测自动识别定位系统、自主规划作业、越障等操作功能，可以对高压架空输电线路进行自主巡检，可以精准的确定线路上的障碍，并对其进行分析。可以进行类似去冰、去除异物以及其他的维护工作，有效的进行高压架空输电线路上维护检修工作，自动巡线机器人可以有效的减少工作人员的劳动强度，提高高压架空输电线的作业水平，保障高压电网的正常运行。具体巡检内容如下表。
（二）高压架空输电线路自动巡线机器人的应用原理。第一，高压架空输电线路自动巡线机器人结构原理。高压架空输电线路自动巡线机器人基本上采取的是轮臂复合结构，运用四个交错分布的轮臂开展工作（如图一）。机器人的四个轮臂的机械结构都拥有3个自由度、驱动结构、升降开关以及旋转关节等，这种机械结构相同的模式有利于轮臂之间的互相转换；在机器人的工作过程中，前后的保护装置可以有效的防止机器人在工作中出现跌落的现象。在机器人的运行过程中驱动结构使其动力来源，可以有效的保障机器人的平稳性、攀爬力，在遇到障碍物的时候，可以通过升降关节进行调整，进行驱动轮垂直升起，把旋转关节作为着力点，进行机器人的脱离导线以及摆开导线的操作。在机器人的实际工作过程中，工作环境的复杂性与机器人的结构以及工作原理有着一定的要求，对此在实际的越障作业工作过程中，可以随意的进行抬起轮臂、机器人的轮臂的长度、自由度都进行了合理的安排规划（如图二），机器人自身具有较强的安全稳定性。
第二，高压架空输电线路自动巡线机器人的越障运动机构。巡线机器人避让障碍物时会做出以下措施，首先，在遇到防振锤的时候会直接压过，当机器人遇到绝缘子串、间隔棒的时候，机器人前臂会抬升，根据高压线路的实际环境选择旋转方向，进行20°的旋转，中间以及后方的驱动轮会带动机器人自主前进；在越过障碍物后，会做相反的动作；其次，提升2个中臂、进行旋转，然后远离导线，通过前方以及后方的驱动轮促使机器人前行，当越过障碍物时做出反向动作；最后机器人抬高后臂，进行旋转20°通过前方以及中方的驱动轮促使机器人前进。（图三为驱动轮摆开状态图）
第三，高压架空输电线路自动巡线机器人线路损伤探测方法。线路检测技术主要是通过高分比率CCD以及红外非接触探测方法。高分辨率CCD摄像机可以对摄像进行传输储存，基站操作人员会根据图像中导线以及绝缘子等基础设施外在状态确定损坏程度，具有较高的精准度。此外，红外热像仪摄取设备可以通过异常升温点的红外光谱图，自动识别故障，可以对在高压架空输电线路上的发热故障点进行检测维修。可见光以及红外检测装置通过可以控制的云台、可见光的摄像机以及红外成像仪构成的，在实际的监测过程中可以通过可见光的摄像机以及红外成像仪对高压架空输电线路、杆塔等进行判断，如可以利用可见光视频对螺栓进行检测，了解是否松动；而接头的温度则可以通过红外视频来进行侦测。
第四，高压架空输电线路自动巡线机器人控制系统的基本原理。线路自动巡线机器人的控制系统主要通过机器人自身、监控后台以及遥控器三种方式进行（主要的结构组成详见图4）。机器人自身主要是通过CAN总线分布进行系统的控制的，CAN在很多的领域得到了广泛的应用具有高速、抗干扰、远距离、以及较强的网络功能。CAN总线构造，可以有效的对各个数据传输、运动以及错误检测进行控制，数据传输功能主要是利用无线数据接收点以及地面遥控器进行的，通过对控制指令的接受，逐步的解析指令、输送信息、反馈状态等流程掌握机器人的运行状况，电源是否充足、是否存在预警与错误操作等，综合信息可以对机器人的运行系统进行调试。机器人的运动功能就是指通过对运动节点、关节驱动节点以及相关的传感器节点进行整体的控制协调，便于进行实践工作。错误检测功能就是通过错误检测节点，这是CAN网络的主要节点，可以有效的对网络状态进行监控，通过寻错误信息的收集整理，进行相应的处理，在最大程度上保障高压架空输电线路自动巡线机器人的工作安全性能。
结束语：
在高压架空输电线路自动巡线机器人的应用探索以及研究过程中，还有着很多问题与机遇，在实践过程中要提高对高压输电线路中的自动巡线机器人的应用范围以及途径，要不断的加强自动巡线机器人的后台控制系统以及高清图像的传输问题，为我国的高压架空电线路的安全提供强有力的保障。
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论文作者:李正钱
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：高压论文; 线路论文; 机器人论文; 线机论文; 输电线论文; 过程中论文; 可见光论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;