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摘要：我国电力产业壮大，电力设备便需要高强度的运转，来实现电力相关工作职能化体现目的，变电设备检修维护中需采用带电作业形式，因此选用检修机器人作为产业发展中的主要劳动力，将尽可能减少人力损耗，节约产业运作成本。本文对带电检修机器人构架及部件设计做出重点研究，并通过测试验证在其具体应用中的可行性。
关键词：带电作业;变电设备;气吹清扫
引言：在传统带电作业中，往往需要人工方式去进行相关技术操作，因此技术操作人员的个人素质高低将会对电力检修工作成效有较大影响。在运维检修中，环境逼仄、安全设备欠缺等问题的存在，也将人工因素下的检修成效进一步降低，尤其带电作业相比于其他类型作业，操作难度和安全保障是需要重点讨论的方面，采用机械、电子等尖端科技融合下诞生的检修机器人作为主要运维劳动力，有助于电力产业实现高稳定性发展需求。
1. 机器人带电作业的实际需求讨论
针对变电设备生产出的检修机器人问世，对于电力产业有极大促进意义，该机器人能够在110kV下进行等电位模式的带电检修工作，很好的提高了变电设备发生故障时进行检修的工作效率，并且机械的使用很大程度提高人员安全性能保障，而机器人带电作业时，需要根据电力产业的实际需求进行设计。
1.1高精度作业能力
变电设备发生故障，应及时进行检修维护工作，但设备周边区域空间较小，并且存在复杂工况，不利于传统人工带电检修入场，而机器人进行带电作业时所需面积较小，并且通过前端控制、末端执行的方式能够拥有灵活的操作技术，对变电设备环境适应力很强。另外带电作业需要较高精度的作业能力，使用机器人作为其主要的作业对象，能够根据前端计算机技术操控末端工具进行高精准度作业，对检测、检修各项工序的有序实现皆提供尖端科技保障。
1.2气吹清扫的能力
电网设备由于外绝缘长期暴露于外界，导致因不良天气状况和积污引起了电网设备的不安全运作模式，较易发生污闪和冰闪等事故，这将严重影响电力产业平稳运行目标。而停电后使用人工清扫的方式，是传统中解决这类问题的唯一办法，但停电操作将会对产业有一定阻碍，因此采用带电检修机器人作为解决高压设备该类事故的创新方法。
机器人凭借搭载带电检修技术，通过绝缘子气吹方法，将高压设备外绝缘上的积污和雨雪积冰进行清理，该方法下的清理效果较高，并能实现无死角清扫目的。机器人末端设备携带喷枪，对水滴的边缘进行抓取，通过计算机高速运行，判断外绝缘表面情况，不同情况及程度下的危险因素，机器人会针对性采取相应措施，保障高压设备在带电操作時便可排除隐患。
1.3带电拆装的能力
变电设备在实际运行时，可能会发生因接头过热而导致的缺陷型故障类型，该种模式下的故障在传统解决方案中，也需要断电才可进行后续检修处理，而隔离开关和周边设备也需要母线陪停，不利于电力产业既得收益。采用机器人进行该模式下的带电检修有较高经济收益，因为机器人运作中可做到拆卸、安装中持续保障电力供应，不影响其他设备运行，另外检修过程时间较短，充分提高产业流程的有效推进。
检修时，机器人驶入待修设备附近区域，自动调平设备后，对现场三维重构，判断安全工作空间位置所在，结合立体视觉系统使用主、副机械臂对松动、过热螺栓进行紧固或更换，或拆卸分离母线侧隔离开关与母线的连接引线金具，并传递至现场作业人员完成验电、接地，最后自动将设备安装归位[1]。
2.带电检修机器人构架及部件设计
2.1整体构架设计
带电检修作业对于机器人来说相对容易，这是因为在前期设计中，对整体构架进行了科学、可行化的设计，使得整个检修系统能够在作业进行时，始终保持精密操作，完成所分配其检修任务。整体构架由上、下两个平台组成，上平台包括主控系统、机械臂子系统、传感子系统、电源子系统和监控子系统，而下平台主要负责地面监视和控制功能[2]。该系统的设计保证机器人作业时兼具智能与灵活的特点，并且通过不同系统下的协调运作，较为可靠地实现带电检修的安全性能保障。控制系统是该机器人进行作业中各项决策的重要部分，工控机连接了图像收集系统，将收集来的图像数据做以计算机分析，从而产生决策信息，指导机器人末端设备进行高精度操作。图1为机器人带电作业示意图。
2.2部分关键设计
整体构架完成后，需要对关键部位进行部件设计，使得机器人整体运行中，能够拥有较为全面的智能化倾向。在等电位作业中的上平台设计中，需要对其机械臂系统进行运动轨迹的详细规划，运动路径达到最优化，才可将机器人的现场移动轨迹做出决策，也可拥有参考高压设备周边环境而随机应变更换运动轨迹的能力。机械臂要在使用中保持关节平滑，所以上平台硬件的选择应根据节约空间这一最大基础要求去进行，而且避免因机械臂摆动区间过大，对周边系统运作产生阻碍，应考虑载重能力允许情况下，将上平台各系统布局适当紧凑。
3.带电检修作业中机器人工作测试
3.1测试存在的问题
进行对带电检修作业中机器人的工作测试，试验的平台应选取与实际工况的相似程度最高的高压模式，另外在进行高空带电测试时，也对机器人的基础性能做以展示，确保测试对象的带电作业安全性能保持。测试中发现当机器人的机械臂发生较大规模的摆动时，将会引起平台发生沉降。
3.2针对性解决方案
测试结果中，沉降区间较小，约为1-2毫米，但沉降结果对实现精细化操作目的有影响，因此制定针对性的解决方案。由于机器人系统设计模型已固定，所以想要对运行中的机器人产生工作影响，只可运用人工干预方案。在发现沉降现象后，需测定沉降具体数值，然后预设同轴形状标志，人工输入微调数值，将同轴标志对准，则可实现沉降部件复位目的。
结论：综上，检修机器人的运用，对电力产业稳定发展有一定促进意义，采用自动化设备控制机器人在绝缘安全防护下保持较高效率运维工作，将带电检修操作变得灵活，减少人工带电检修的使用，增大安全性能。完整、科学的整体构架设计，精密、人性的部件设计，是机器人实现带电气吹、拆装的稳固基础，进一步优化机器人检修手段，将提高整个电力产业的机械化水平。
参考文献
[1]汪祝年，周鹏.耐张绝缘子带电更换机器人机械系统研制[J].科学技术创新，2019（01）：170-171.
[2]梁庆华，吴甜，刘海朋等.智能变电站带电检修机器人控制系统分析[J].科技经济导刊，2018，26（23）：15-16.
广西电网有限责任公司北海供电局，广西壮族自治区 536000
关键词：带电作业;变电设备;气吹清扫
引言：在传统带电作业中，往往需要人工方式去进行相关技术操作，因此技术操作人员的个人素质高低将会对电力检修工作成效有较大影响。在运维检修中，环境逼仄、安全设备欠缺等问题的存在，也将人工因素下的检修成效进一步降低，尤其带电作业相比于其他类型作业，操作难度和安全保障是需要重点讨论的方面，采用机械、电子等尖端科技融合下诞生的检修机器人作为主要运维劳动力，有助于电力产业实现高稳定性发展需求。
1. 机器人带电作业的实际需求讨论
针对变电设备生产出的检修机器人问世，对于电力产业有极大促进意义，该机器人能够在110kV下进行等电位模式的带电检修工作，很好的提高了变电设备发生故障时进行检修的工作效率，并且机械的使用很大程度提高人员安全性能保障，而机器人带电作业时，需要根据电力产业的实际需求进行设计。
1.1高精度作业能力
变电设备发生故障，应及时进行检修维护工作，但设备周边区域空间较小，并且存在复杂工况，不利于传统人工带电检修入场，而机器人进行带电作业时所需面积较小，并且通过前端控制、末端执行的方式能够拥有灵活的操作技术，对变电设备环境适应力很强。另外带电作业需要较高精度的作业能力，使用机器人作为其主要的作业对象，能够根据前端计算机技术操控末端工具进行高精准度作业，对检测、检修各项工序的有序实现皆提供尖端科技保障。
1.2气吹清扫的能力
电网设备由于外绝缘长期暴露于外界，导致因不良天气状况和积污引起了电网设备的不安全运作模式，较易发生污闪和冰闪等事故，这将严重影响电力产业平稳运行目标。而停电后使用人工清扫的方式，是传统中解决这类问题的唯一办法，但停电操作将会对产业有一定阻碍，因此采用带电检修机器人作为解决高压设备该类事故的创新方法。
机器人凭借搭载带电检修技术，通过绝缘子气吹方法，将高压设备外绝缘上的积污和雨雪积冰进行清理，该方法下的清理效果较高，并能实现无死角清扫目的。机器人末端设备携带喷枪，对水滴的边缘进行抓取，通过计算机高速运行，判断外绝缘表面情况，不同情况及程度下的危险因素，机器人会针对性采取相应措施，保障高压设备在带电操作時便可排除隐患。
1.3带电拆装的能力
变电设备在实际运行时，可能会发生因接头过热而导致的缺陷型故障类型，该种模式下的故障在传统解决方案中，也需要断电才可进行后续检修处理，而隔离开关和周边设备也需要母线陪停，不利于电力产业既得收益。采用机器人进行该模式下的带电检修有较高经济收益，因为机器人运作中可做到拆卸、安装中持续保障电力供应，不影响其他设备运行，另外检修过程时间较短，充分提高产业流程的有效推进。
检修时，机器人驶入待修设备附近区域，自动调平设备后，对现场三维重构，判断安全工作空间位置所在，结合立体视觉系统使用主、副机械臂对松动、过热螺栓进行紧固或更换，或拆卸分离母线侧隔离开关与母线的连接引线金具，并传递至现场作业人员完成验电、接地，最后自动将设备安装归位[1]。
2.带电检修机器人构架及部件设计
2.1整体构架设计
带电检修作业对于机器人来说相对容易，这是因为在前期设计中，对整体构架进行了科学、可行化的设计，使得整个检修系统能够在作业进行时，始终保持精密操作，完成所分配其检修任务。整体构架由上、下两个平台组成，上平台包括主控系统、机械臂子系统、传感子系统、电源子系统和监控子系统，而下平台主要负责地面监视和控制功能[2]。该系统的设计保证机器人作业时兼具智能与灵活的特点，并且通过不同系统下的协调运作，较为可靠地实现带电检修的安全性能保障。控制系统是该机器人进行作业中各项决策的重要部分，工控机连接了图像收集系统，将收集来的图像数据做以计算机分析，从而产生决策信息，指导机器人末端设备进行高精度操作。图1为机器人带电作业示意图。
2.2部分关键设计
整体构架完成后，需要对关键部位进行部件设计，使得机器人整体运行中，能够拥有较为全面的智能化倾向。在等电位作业中的上平台设计中，需要对其机械臂系统进行运动轨迹的详细规划，运动路径达到最优化，才可将机器人的现场移动轨迹做出决策，也可拥有参考高压设备周边环境而随机应变更换运动轨迹的能力。机械臂要在使用中保持关节平滑，所以上平台硬件的选择应根据节约空间这一最大基础要求去进行，而且避免因机械臂摆动区间过大，对周边系统运作产生阻碍，应考虑载重能力允许情况下，将上平台各系统布局适当紧凑。
3.带电检修作业中机器人工作测试
3.1测试存在的问题
进行对带电检修作业中机器人的工作测试，试验的平台应选取与实际工况的相似程度最高的高压模式，另外在进行高空带电测试时，也对机器人的基础性能做以展示，确保测试对象的带电作业安全性能保持。测试中发现当机器人的机械臂发生较大规模的摆动时，将会引起平台发生沉降。
3.2针对性解决方案
测试结果中，沉降区间较小，约为1-2毫米，但沉降结果对实现精细化操作目的有影响，因此制定针对性的解决方案。由于机器人系统设计模型已固定，所以想要对运行中的机器人产生工作影响，只可运用人工干预方案。在发现沉降现象后，需测定沉降具体数值，然后预设同轴形状标志，人工输入微调数值，将同轴标志对准，则可实现沉降部件复位目的。
结论：综上，检修机器人的运用，对电力产业稳定发展有一定促进意义，采用自动化设备控制机器人在绝缘安全防护下保持较高效率运维工作，将带电检修操作变得灵活，减少人工带电检修的使用，增大安全性能。完整、科学的整体构架设计，精密、人性的部件设计，是机器人实现带电气吹、拆装的稳固基础，进一步优化机器人检修手段，将提高整个电力产业的机械化水平。
参考文献
[1]汪祝年，周鹏.耐张绝缘子带电更换机器人机械系统研制[J].科学技术创新，2019（01）：170-171.
[2]梁庆华，吴甜，刘海朋等.智能变电站带电检修机器人控制系统分析[J].科技经济导刊，2018，26（23）：15-16.
广西电网有限责任公司北海供电局，广西壮族自治区 536000