基于远程智能气象站的配网线路杆塔带电作业效率提升研究

基于远程智能气象站的技术手段,可以提升配网线路杆塔带电作业的效率。分析配网线路带电作业所面临的问题和挑战,重点关注作业点勘查和气象条件确认的流程。介绍设计与功能方面的远程智能气象站,包括设计要求、技术参数以及各监测及测量模块的功能介绍。针对提升效率的策略,提出了可视远程智能气象站、远程实时监测作业点气象环境、优化人员车辆分配、减少无效计划分配以及提高作业前期勘查效率等措施,并就远程智能气象站在实际带电作业中的应用前景展开讨论。

基于主从控制技术的配网带电作业机器人研制

研制一种10 kV配网带电作业机器人以代替人工开展不停电作业。根据D-H法对机械臂建模和运动学分析,通过Matlab验证模型的正确性。采用关节空间控制方法,降低了控制系统复杂性,解决了主从控制的延时问题。配网机器人主从控制系统通过电磁兼容检测,测试过程中未出现卡顿现象,符合国家检测标准。经上杆断接引流线测试,验证了配网带电机器人关键技术的有效性和实用性。

高压带电作业双臂机器人系统设计

传统带电作业采用人工方式,但高空、高压危险作业环境与高劳动强度对作业人员人身安全构成一定威胁;针对10 kV配电网带电作业的实际需求,采用12米高液压升降平台和两台协作型六轴机械臂,设计开发了双臂六轴机器人系统;采用ARM嵌入式处理器,设计开发了双臂机器人控制器硬件和软件,根据实际作业应用需求,给出了机械臂运动路径规划方法,通过WiFi无线通讯方式和SOCKET编程实现了对双臂机器人的现场操作控制,采用LoRa无线通讯网络,设计开发了LoRa主站模块和LoRa专用工具模块,采用LoRa定点扫描通讯方式,实现了各工具模块和机器人控制器的相互通讯;在某培训实验基地10 kV配电线路上,对带电作业机器人系统进行了现场实验,验证了剥皮、接引流线等各项设计功能,机器人从接收到剥皮指令开始到剥皮作业完成,整个过程用时3分20秒;完成接引流线作业全程用时2分50秒。

地电位带电作业爬杆机器人结构设计

为实现配电线路杆塔的检修以及线路检测设备的承送,提出一种兼具攀爬、越障、绕杆旋转及负载带电作业等功能的爬杆机器人—地电位带电作业爬杆机器人。根据机器人攀爬力学,对机器人不滑落条件进行分析,得到机器人在负载22kg时,只需138.65N以上的夹紧力就可稳定攀爬;运用ANSYS Workbench软件对机器人整体进行静力学分析,并对薄弱部件结构进行分析,结果表明,其结构强度满足设计要求。根据理论计算结果,搭建试验样机对机器人进行载重攀爬测试,实验表明,机器人22kg负载条件下,攀爬速度达到0.2m/s,绕杆旋转速度为2.5r/min,能承受70kg负载,末端可在两侧30°摆动范围内进行带电作业。该机器人可代替人工进行高空作业,将为电力行业自动化的发展提供可靠的参考依据。

面向配网带电作业机器人的导线识别定位方法

由于配网带电作业机器人作业过程中相机受阳光干扰严重,导线等细长弱纹理作业目标图像特征点匹配困难,导线识别定位困难。该文提出了基于图像预匹配的点云生成方法,使用Improved-DCEnet无监督网络进行光照无关处理抵消阳光干扰。在图像匹配阶段,使用VGG16-Unet卷积神经网络来进行导线的图像分割避免复杂背景干扰,通过图像几何矩提取拟合导线中心线,使用导线中心线与双目光心分别确定双目的导线物像面,双目导线物像面交线即为导线的真实位置,将复杂背景下细长弱纹理物体识别定位转换为一个几何问题。通过实验室环境下大量实验标定后,该方法可以实现相机坐标系下xy方向上1mm、z方向上3mm综合5mm定位精度。最后该方法应用在真实场景中完成了导线的识别定位,实现了机械臂自主完成实际接火作业,提高了配网带电作业机器人的导线识别稳定性。

基于激光雷达点云的配网带电作业机器人的目标识别

为满足配网带电作业机器人作业任务要求,提出一种基于激光雷达点云的电气设备识别方法。采集点云后,进行预处理操作,清除干扰点并保留作业区域的点云。基于几何特征,初步检测电杆和绝缘机械臂,然后利用电杆与机械臂之间的几何约束条件,通过最小二乘法对识别结果进行迭代优化。利用所获得的电杆和机械臂构成结构所提供的几何信息,进一步处理电力线点云,实现电力线点云识别。实验表明,该方法能快速、准确、稳健地从作业区域的激光雷达点云中分割和识别电杆、机械臂和电力线,为机器人执行各种后续作业任务提供充足信息。

10kV配电线路带电作业安全综合评价的应用与研究

随着电力需求的不断增加,10kV配电线路带电作业在电力系统运行和维护中扮演至关重要的角色。基于此,本文构建了初步的10kV配网带电作业安全评价指标,其中,目标层A为配网带电作业安全性评估,准则层B包括B1作业环境、B2人员素质、B3作业机具与防护、B4安全作业综合管理、B5现场管理5层,指标层C包括C1一C23。随后通过层次分析法(AHP)计算准则层和指标层的指标权重,发现B5现场管理在准则层中的权重位居第一,C22现场作业控制指标在23个指标层指标中位居首位。

面向协作机械臂的10 kV配网带电作业安全距离研究及绝缘设计

机器人等智能化设备辅助或代替人工开展带电作业是未来技术发展的必然趋势。针对基于6轴协作臂和绝缘斗臂车架构的10 kV配网带电作业机器人,该文采用惯用法进行绝缘配合,确定了机器人带电作业的绝缘耐受水平;开展了机器人作业典型空气间隙的击穿特性及绝缘防护材料的层向及沿面绝缘性能试验研究,提出了10 kV系统带电作业机器人的安全设计要求及绝缘结构。试验得到:机器人主绝缘操作冲击电压耐受水平不应低于相对地45.1 kV(峰值)、相间66.4 kV(峰值),辅助绝缘的工频电压耐受水平不应低于15.2 kV(有效值),最小电气距离为相对地8.8 cm、相间13.0 cm,以某款自主接引流线作业机器人为例,推荐的最小安全距离不小于0.2 m。采用“体–臂–腕”三重绝缘防护方案,机械臂绝缘厚度不宜小于1 mm,关节转动部分的重合距离不宜小于3 cm,设计了适用于6轴协作臂关节灵活移动的双层绝缘和槽式叠接结构。试验结果表明,研制的绝缘护层和绝缘连接件满足10 kV系统带电作业的绝缘性能要求。

机械智能辅助带电作业关键技术与作业机器人设计

基于输电线路带电作业机器人技术要求,通过对架空输电线路带电作业进行调研,结合机器人自动化作业特点,研制具备小型化、轻量化等特点的架空输电线路带电作业平台,无需人工携带设备上塔,可在工作点下方自主上下线开展作业。通过定制多种作业末端工具,完成导线修补、异物清除、防振锤更换、悬垂线夹引流板螺栓紧固等多种带电作业,可满足大多数输电线路常规带电工作要求。实验及实际应用证明所研制的输电线路带电作业机器人能够增强线路带电作业的安全性和智能化,消除危害电网运行的安全隐患,提高电网应对突发事故等能力,且其体积、重量大幅降低。

10 kV配网架空输电线路带电作业技术

为降低10 kV配网架空输电线路带电作业时的危险率,开展对其带电作业技术的研究。确定带电作业的安全距离,并设计组合间隙,结合蚁群算法,选择10 kV配网架空输电线路进入等电位路径,最后完成架空输电线路电位转移作业。实践证明,应用新的带电作业技术后,危险率能够控制在规定要求的10-5以下,不仅可以保障作业人员的人身安全,而且避免了对线路运营的影响。

配网带电作业人员便携式降温服的研究

配网带电作业是确保供电可靠性的重要技术手段,是我国供电公司已经广泛应用的一种技术手段。带电作业人员需要穿戴绝缘防护用具,其中在绝缘服所起到的电气隔离作用下,保证了带电工作人员的安全,但没有考虑作业人员穿戴绝缘防护服的散热性能。在夏季时节,配网带电检修作业人员既要受太阳的辐射作用,还受被加热的地面、物体发出的热辐射作用。为了同时做好配网带电作业人员安全工作以及高温降温作用,研发了基于压缩机制冷的便携式带电作业水循环降温服,对于确保配网不停电作业人员在高温环境下的安全可靠工作,提高工作效率具有非常大的价值。

10kV配电线路带电作业的安全问题

随着经济社会发展,人民生活水平的提高,电网用电负荷逐年增加,与此同时,人们对电能质量与可靠性的要求也越来越高。由于10kV配电网在建设和使用时会出现一些不可避免的问题,因此工作人员在检修、接电等方面都需要带电操作。带电操作存在很多风险,文章对带电作业存在的风险进行归纳,提出合理不停电作业优化技术及安全防范措施,为10kV配电网络的带电作业安全性提供保障。

配电线路带电作业安全距离及协作联动区域差异分析

带电作业是在不断电的情况下对配电线路进行检修、维护的重要方式,为保证作业人员的安全,须保持足够的安全距离,同时加强区域联动时的差异控制。文章阐述了配电线路带电作业基本理论,分析了配电线路带电作业安全距离的控制方法,同时结合某省的3个核心配电区域,论述了协作联动区域差异控制的主要影响因素,为带电作业提供了良好的理论借鉴。

带电作业关键技术研究进展与趋势

我国电网的加快建设有力推动了带电作业技术的发展,经过60 a的研究及实践,带电作业技术的研究和应用已取得了重要进展和突破,特别是其在特高压带电作业技术领域已走在世界前列。为满足超、特高压输电线路安全运行和提高配网供电可靠性的需求,需进一步深化带电作业技术的研究。结合国内外带电作业技术的发展历史和现状,总结了我国在交、直流输电线路带电作业技术参数、人员安全防护、工器具研制及标准制定等多方面解决的关键技术问题和取得的重要研究成果,介绍了配电线路带电作业和变电设备带电作业的研究进展、带电作业标准制定及仿真培训等相关情况。结合电网发展及新技术、新设备应用的背景及需求,分析了输配变带电作业技术的发展方向和趋势,讨论了需重点研究的带电作业技术课题,包括特高压带电作业系列化工具、直升机和绝缘斗臂车应用、城网不停电作业等研究重点。

10kV线路防雷击及污闪的绝缘塔头和横担

为了提高绝缘水平,增大放电路径,有效防止雷击跳闸及污闪事故,解决10 kV配电线路易发生雷击闪络或雷击断线、污闪及其他原因闪络的问题,试验研究了配电线路防雷击、污闪的绝缘塔头和横担,并对针式绝缘子与绝缘横担的组合绝缘体进行了相关的电气和机械性能试验。试验结果表明,采用绝缘横担与绝缘子组合,可显著提高雷电闪络电压和污闪电压及配电网的安全运行水平和供电可靠性,简化配电线路带电作业程序。

输电线路带电紧固螺栓机器人的研制

近年来,人工带电作业的局限性日渐突出,研究代替人工作业的机器人技术已经成为电力检修智能化研究的重要分支。文中对作业对象和任务进行了分析;介绍了机器人的机体构造,并基于运动学对带电作业机器人动作进行规划;阐述了该机器人系统的控制组成和软件设计。成功研制的输电线路带电紧固螺栓机器人主要由非越障移动平台、作业机械手和控制基站3部分组成,采用人机交互控制,具有视觉反馈和力反馈系统。试验和现场应用表明:紧固螺栓作业机器人运行可靠、平稳,控制方便,满足输电线路带电作业要求,能替代人工完成螺栓紧固作业。该研究为输电线路带电作业机器人的研制奠定了基础。

10 kV配电带电作业机器人绝缘防护设计

介绍了一种适用于10 kV配电系统的高压带电作业机器人系统的绝缘防护设计问题。在对机器人作业时可能出现的最大过电压值进行分析的基础上,根据目前人工带电作业情况和国家行业的有关标准确定了合适的绝缘安全裕度和机器人所需的绝缘耐受电压值,给出了机器人的绝缘设计,试验运行情况表明:其性能满足设计要求。

10kV配电线路带电作业安全综合评价应用分析

针对10kV配电线路带电作业存在作业环境复杂等安全风险,采用层次分析法和模糊综合评价法对东莞某镇同塔多回配电线路带电作业的安全风险进行了评估,建立了包括作业环境、人员素质、作业机具与防护、安全作业综合管理、现场管理等配电作业安全评价指标体系,在配电线路带电作业安全评价指标体系的基础上,进行了相应的定量分析,分析了配电线路带电作业的危险因素,确定了该镇配电线路带电作业的安全等级。根据配电线路带电作业安全评价计算结果,该镇同塔多回配电线路带电作业处于较好的状态,该法为10kV配电线路带电作业安全管理提供了科学依据。

配电不停电作业技术现状与发展

2017年国家电网公司发布的Q/GDW 10370—2016《配电网技术导则》标准中明确要求配电线路检修维护、用户接入(退出)、改造施工等工作优先考虑采取不停电作业方式。为实现配电网全业务不停电作业目标,需要进一步深化配电不停电作业技术研究。文章分析了我国配电不停电作业方法、作业项目、人员技能培训、作业工具及装备的现状,介绍了架空线路、电缆线路不停电作业和高海拔带电作业技术研究所取得的成果。结合配电网快速发展、供电可靠性要求日益提升的背景及需求,分析了我国配电不停电作业技术与发达国家间的差距,提出了配电不停电作业技术发展思路,包括适应复杂作业环境、提升培训能力和强化工具效能3个方向。

10kV配网带电作业安全评价方法

10kV配电线路存在结构紧密、线间距较小、作业环境复杂等作业安全隐患,且存在非线性的特征。为评估配网作业的安全影响因素,采用层次分析法建立了包括作业管理制度、作业环境、作业机具、作业人员等配电作业安全评价指标体系结构,并采用模糊综合评价法建立了配网作业的综合评价模型,对东莞虎门镇的配网同塔双回线路带电作业的安全性进行了定量分析,确定作业的安全等级为较好状态,安全隐患主要集中于现场环境方面。