帶電作業(yè)智能新技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀

張世強(qiáng)

摘要：使用帶電作業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代電力領(lǐng)域當(dāng)中是一種十分常見的電力系統(tǒng)運(yùn)維處理措施，在某種角度上，帶電作業(yè)機(jī)器人能夠完美的代替人工，不但為人員工作提供安全保障，還可以提高工作效率。在實(shí)際中，由于現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的線路復(fù)雜性較強(qiáng)，所以會要求帶電作業(yè)機(jī)器人的絕緣性能達(dá)到更高的水平;為了提高絕緣性能，針對其絕緣技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);復(fù)雜線路環(huán)境;帶電作業(yè)機(jī)器人;絕緣技術(shù)

中圖分類號：TP242? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引言

帶電作業(yè)，簡單來說，主要是指檢測電網(wǎng)設(shè)備，檢修及設(shè)備改造的有效方法，帶電作業(yè)操作是確保有關(guān)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要技術(shù)策略。目前，我國特高壓和超高壓交直流輸電工程在加快建設(shè)及運(yùn)營，在這些狀況下，帶電作業(yè)研究也受到高度重視及快速發(fā)展。近年來，隨著新設(shè)備及新技術(shù)的快速發(fā)展，帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展速度相當(dāng)快，這樣使得我國帶電作業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。

2 配電線路帶電作業(yè)

就現(xiàn)階段的情況來講，能夠?qū)⑴潆娋€路帶電作業(yè)方式劃分成三種：一是機(jī)械臂作業(yè)方法，二是絕緣手套作業(yè)方法，三是絕緣桿作業(yè)方法。各個(gè)國家采用的帶電方式是存在差異的，在美國看來，采用絕緣手套方法是相當(dāng)舒適的，也方便推廣和應(yīng)用。日本東京很多企業(yè)經(jīng)常采用的方法是綜合不停電作業(yè)方法和絕緣桿法，而這些企業(yè)選擇這樣做的主要目的是帶電作業(yè)機(jī)械臂投入力度很大、經(jīng)濟(jì)效益較低，當(dāng)前已經(jīng)不再研發(fā)帶電作業(yè)機(jī)械臂。近年來，我國也開始普遍實(shí)行配電線路帶電作業(yè)，每年都會進(jìn)行很多次10kV配電帶電作業(yè)。與10kV配電線路相比，20kV線路輸送半徑相當(dāng)大，而且消耗很小，因而適用于一些用電負(fù)荷很大的區(qū)域。我國開展的20kV配電線路帶電作業(yè)技術(shù)內(nèi)容通常包括間隙放電規(guī)律特性、操作規(guī)章流程及絕緣工具技術(shù)參數(shù)等。必須要結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場的主要特征來合理制定具有代表性作業(yè)項(xiàng)目的指導(dǎo)書。此外，低電位現(xiàn)場作業(yè)人員和帶電導(dǎo)體的間距與等電位作業(yè)人員和接地構(gòu)件的間距不能小于10m，只有這樣才可以保證帶電作業(yè)具備較強(qiáng)的安全性。

3 帶電作業(yè)機(jī)器人絕緣性分析

（1）一般情況下，在電力領(lǐng)域中所采用的帶電作業(yè)機(jī)器人為機(jī)械臂，根據(jù)普遍應(yīng)用結(jié)果來看，其在實(shí)際應(yīng)用中具有精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、持重大、穩(wěn)定性良好等優(yōu)勢，并且通過機(jī)械臂，可以避免人工直接進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境，以致其應(yīng)用價(jià)值較高。帶電作業(yè)機(jī)器人的運(yùn)作不但與機(jī)械動能有關(guān)聯(lián)，還與其絕緣性能有關(guān)，因?yàn)閹щ娮鳂I(yè)機(jī)器人本身就是電力啟動的設(shè)備，并且在材質(zhì)上也多為金屬材質(zhì)，當(dāng)絕緣性能不足，就會導(dǎo)致機(jī)器人出現(xiàn)漏電、導(dǎo)電等問題，使其無法進(jìn)行作業(yè)。（2）因絕緣性能對帶電作業(yè)機(jī)器人的重要意義，所以其絕緣性能受到了相關(guān)領(lǐng)域的高度重視，在不斷的研發(fā)之下，出現(xiàn)了許多不同型號、絕緣性能不等的機(jī)器人，例如第二代高壓機(jī)器人等。在此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展下，使帶電作業(yè)機(jī)器人在電力領(lǐng)域的應(yīng)用深度得到了進(jìn)步;但現(xiàn)代電力線路環(huán)境十分復(fù)雜，其中有部分復(fù)雜環(huán)境對于機(jī)器人絕緣性能有著更高的要求，因此有必要對此進(jìn)行研究，提高帶電作業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用價(jià)值與深度。

4 帶電作業(yè)的主要發(fā)展方向及研究方向

4.1 帶電作業(yè)機(jī)器人

在普遍的設(shè)計(jì)中，帶電作業(yè)機(jī)器人的絕緣系統(tǒng)主要由5個(gè)部分組成，即絕緣斗臂車、帶電作業(yè)控制平臺、主從操作液壓機(jī)械臂、絕緣遮蔽罩、光纖鏈接。以下將對此5個(gè)部分逐一進(jìn)行分析。（1）絕緣斗臂車。針對部分架空線路或者復(fù)雜線路環(huán)境，通過絕緣斗臂車可以將機(jī)械臂、控制端、控制人員送至準(zhǔn)確的位置。（2）帶電作業(yè)控制平臺。帶電作業(yè)控制平臺即控制端，在此平臺當(dāng)中，控制人員可以進(jìn)行兩類操作，即觀察機(jī)器人運(yùn)作狀態(tài)與電力維修點(diǎn)的狀態(tài)，控制機(jī)械臂運(yùn)作，此平臺是機(jī)器人作業(yè)系統(tǒng)中的核心。（3）主從操作液壓機(jī)械臂。主從操作液壓機(jī)械臂是一種常見的帶電作業(yè)機(jī)器人，原理在于液壓升降，其行為受控制端約束。通過控制端的操縱行為，其內(nèi)部液壓會產(chǎn)生升降，當(dāng)液壓上升機(jī)器人的高度會提高，當(dāng)液壓下降則高度下降。（4）絕緣遮蔽罩。絕緣遮蔽罩是覆蓋機(jī)器人整體的一種絕緣防護(hù)措施，主要功能是為了進(jìn)一步隔絕電源與接地端，避免發(fā)生電力安全事故。（5）光纖鏈接。因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)需求，在機(jī)器人整體系統(tǒng)當(dāng)中，部分功能需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以此類功能需要通過光纖進(jìn)行連接。

4.2 帶電檢測定位技術(shù)

（1）超聲波定位技術(shù)。超聲波定位技術(shù)是根據(jù)超聲波信號之間的時(shí)間差來定位。使用超聲波定位技術(shù)時(shí)，把固定在變壓器外殼上的一個(gè)傳感器當(dāng)作參考點(diǎn)，依次測試得到放電信號傳到另一個(gè)傳感器和參考傳感器的時(shí)間差，把這個(gè)時(shí)差利用方程式求解，就可以求出局部放電的區(qū)域，這種方法被稱為雙曲面計(jì)算法。時(shí)間差、算法和等值聲速直接影響著超聲波定位技術(shù)的準(zhǔn)確性。（2）超高頻檢測定位法。電力變壓器局部放電的時(shí)候會產(chǎn)生超高頻電磁信號，工作人員可以利用超高頻電磁信號強(qiáng)大的抗干擾性，迅速確定局部放電位置，但是金屬會阻礙超高頻電磁信號的穿透，并且遵循幾何繞射定律，電力變壓器內(nèi)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致超高頻電磁信號不斷改變傳播，所以一定要清楚的了解造成影響的因素，以保證能對局部放電位置準(zhǔn)確定位。（3）局部放電檢測聯(lián)合定位法。在定位局部放電位置時(shí)，如果使用某一種技術(shù)來定位，由于影響因素很多，致使不能準(zhǔn)確定位。因此，可以把幾種定位技術(shù)聯(lián)合起來使用，比如超高頻與超聲波聯(lián)合定位方法，超高頻與光學(xué)定位聯(lián)合定位，確保定位的準(zhǔn)確性。

4.3 變電設(shè)備的帶電清洗作業(yè)及帶電檢修

對于變電站設(shè)備緊密及縫隙緊湊的特征，必須要進(jìn)一步深入研究專門使用的絕緣斗臂車。根據(jù)變電帶電作業(yè)項(xiàng)目，對操作導(dǎo)則及作業(yè)方式進(jìn)行研究。對于一些帶電檢修項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)采取操作工具和絕緣平臺進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的方式完成作業(yè)，對于相對復(fù)雜的作業(yè)項(xiàng)目，也可以采取等電位作業(yè)方式。需要重視新技術(shù)對換流站及變電站帶電檢修中的應(yīng)用。就帶電清洗來講，必須要在全面分析站內(nèi)絕緣設(shè)備積污特性的前提下，對站內(nèi)設(shè)備帶電清洗技術(shù)加大研究，尤其是特高壓和超高壓直流設(shè)備的帶電清掃技術(shù)，主要包括制定有關(guān)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及研究智能化自動帶電清洗裝置等，以更好地促進(jìn)變電站帶電清洗技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)束語

綜上所述，就帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究來講，當(dāng)前仍舊有許多有待完善的情況，想要確保帶電作業(yè)項(xiàng)目正常開展，有關(guān)工作人員和現(xiàn)場操作工人必須要一起探討，這樣才可以真正實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相結(jié)合，才可以更好地解決帶電作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)問題。城市的法和電力使用有著密切聯(lián)系，必須要保證帶電作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，提高城市帶電作業(yè)的專業(yè)性，這樣才可以推動城市健康穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 華衛(wèi)達(dá).探討配網(wǎng)帶電作業(yè)中電纜不停電技術(shù)的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2018，25（11）：88-90.

[2] 彭熠，戴剛.基于層次分析法的輸電線路帶電作業(yè)安全綜合評估模型[J].電工技術(shù)，2018（21）：44-46.

[3] 李聰.10kV架空配電線路帶電更換避雷器技術(shù)研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2018，47（10）：80-83.

[4] 羅陽.電纜不停電技術(shù)在配網(wǎng)帶電作業(yè)中的應(yīng)用研究[J].智能城市，2018，4（20）：152-153.

[5] 高昆鵬，陶留海，東輝，趙龍，韓旭.特高壓直流輸電線路直線V串絕緣子帶電更換工器具[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（20）：54-55.