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【摘要】變電設備帶電檢修機器人，解決人工維修作業的危險性，具有重要的科研價值和研究潛力。本文以變電設備帶電檢修機器人技術應用為主要研究對象，結合當前智能機器人技術的研究趨勢以及筆者多年電力行業的從業經驗，為相關變電設備帶電檢修工作的開展提供理論支持和應用指導。

【關鍵詞】變電設備；機器人；作業平臺

變電設備開展帶電檢修工作，是當前電力企業主流的發展趨勢，一方面，帶電檢修可以減少停電后對于相關社會企業、用戶的影響，另一方面，應用機器人維修策略，可以實現變電設備檢修工作的安全性和高效性，從而確保相關檢修工作的有序開展。

1機器人檢修工作的實際需求分析

1.1帶電開展螺栓作業、引流線作業

由于變電設備在日常檢修過程中，螺栓松動或者接頭過熱屬于檢修作業的常見問題，另外傳統的維修作業大多需要對變電設備進行停電處理，進而開展相關線路的檢修工作。機器人技術的應用發展，為傳統變電設備的檢修作業流程帶來全新的改變和創新，首先借助機器人強大的絕緣能力，實現帶電檢修作業，其次對于較為簡單的螺栓問題、引流線問題，進行對應的快速處理，可以實現無荷載作業，減少對于變電線路的影響，同時可以快速完成對母線側隔離開關以及相關設備螺栓的檢測，開展自動化的拆卸、安裝等操作，對于端口下的檢修作業同樣可以輕松應對。作為整體把控作業的技術人員，無須進行去全程陪伴，而是利用機器人對應的監控系統，對操作面進行必要性的調整和管理，大部分的操作可以由機器人獨立完成。對于相關設備接頭過熱問題，開展對應的檢修作業時，需要將機器人帶入作業區域后，利用三維重力操作設備自動判斷維修作業的空間以及結合視覺系統調整機器人的機械臂，開展對螺絲松動、線路過熱等相關問題的檢修作業，及時拆除存在安全隱患的電器設備構件，并將檢修記錄以及檢修流程完整傳輸到地面機器人控制中心，讓技術人員對操作內容進行評測和檢查，防止機器人存在誤操作問題發生。如圖1所示，在實驗室內，開展機器人螺栓鎖、卸操作試驗檢測。

1.2帶電絕緣子氣吹掃、除冰工作

近年來，變電設備外部設施經常發生污漬積聚等問題，尤其是在冬季時節，結合凍雨問題的影響，將線路包裹成厚厚的冰層，為變電設備的運行帶來了諸多的安全隱患，極有可能引發冰閃、污閃現象，為變電設備的正常運行帶來潛在的危險系數。同時缺乏相關智能化的檢測、維修設備，開展對應的維修工作時，務必進行停電操作，從而造成大氛圍的停電問題產生，基于當前變電設備的影響效應，需要進行大面積的人工操作，對冰層進行敲打或者清掃工作。機器人的出現，為發冰閃、污閃現象帶來新的解決方案，其中利用智能機器人，開展帶電檢修工作，利用絕緣子氣清掃、除冰，實現發冰閃、污閃現象的有效解決。帶電檢修作業過程中，機器人需要攜帶高壓氣吹裝置，并且利用上平臺設備導致需要維修的指定位置，對需要開展工作的作業面進行空間三維重建，計算出絕緣子軸心有效噴射半徑，利用機器臂對操作面進行上下端的固定，以絕緣子噴氣設備對準操作面，進行噴氣作業。一方面，在開展機器人噴掃作業前，需要確保絕緣子噴氣裝置充足的作業氣體，同時在作業期間需要保證除冰效果，將高壓氣泵放置于機器人身上，確保通過絕緣氣管，可以將高壓干燥的絕緣氣體輸送到指定位置，實現清潔作用，保證除冰效果，另外當需要檢測憎水性時，利用機器人的噴槍結合視覺控制系統，對水滴進行成分提取。機器人開展除冰、除圖1機器人開展螺栓鎖、卸操作試驗污作業時，需要確保作業能源的充足和有效，一方面，對結冰情況進行必要的數據分析，及時了解機器人的作業成效預測。另一方面，對機器人氣體噴射情況進行必要的數據檢測，了解噴氣產生的作用力，謹防對變電設備帶來其他額外的影響和損失，造成潛在的危害效應。

1.3復雜空間檢測與維修作業

對于復雜空間的變電設備檢修工作，利用機器人開展帶電作業，需要結合檢測儀器，開展相應的維修作業工作。由于機器人需要較大的作業空間，進而保證相應的操作切實有效，當空間受限時，機器人對于空間數據需要進行必要的調整和分析，同時對作業環境以及作業方案進行科學的調整，以此來適應復雜的作業空間。另外，在作業環境中如果存在一定的障礙物，則機器人需要對障礙物進行數據分析，以此來檢測障礙物對于檢修工作的影響效應，例如，需要旋轉機器人相關結構等，從而確保在復雜空間中進行有效的維修作業。隨著當前變電設備的發展和進步，越來越多的設備呈現出集中化、小型化的發展趨勢，進而造成維修作業的空間進一步縮小，開展相應的帶電維修作業，需要更為先進的小型機器人，從而對應復雜的作業環境，開展更高效的維修作業。

2機器人總體構件設計

機器人的總體構件設計，主要分為上平臺與下平臺兩個部分組成，其中上平臺主要包括主控系統、機械臂系統、傳感器系統、電源系統、監控系統等，而下平臺包括地面監視與控制平臺。科學開展上下平臺各子部件的設計，可以實現機器人功能的最大呈現效果。隨著5G網絡通信的發展，以5G通信技術，實現機器人相關系統數據的有效傳輸，同時以機械臂為主要作業設備，結合主控系統進行對應的維修作業。除了上述的硬件設備，還需要對機器人內部運行系統進行設計，尤其是借助5G網絡的信息數據傳遞路徑，進行對應的數據操控，從而實現對機器人相關操作的精準把控。

3關鍵部位設計

3.1等電位作業上平臺

主機械臂、從機械臂、相機、系統工具箱、電流系統、控制器為等電位作業上平臺的主要設備，根據機械臂的運動路徑，結合相關設備的操作路徑，確保機械臂運動的平穩性和準確性，同時進行科學合理的設備布局，進一步保障機器人在開展對應的檢修工作時，可以實現高效檢修作業成效，其他設備對于機械臂的操作路徑不會帶來任何的影響。另外，相關設計方需要考慮機械臂存在一定的局限性，需要確保工作平臺結構的緊湊性，為機械臂的作業空間提供充足的應用需求[1]。

3.2智能化載體設計

在開展帶電檢修作業時，機器人可以在變電站內自由移動，結合平臺升降功能、絕緣特性等相關內容，設計和研制適合變電站復雜作業空間維修作業的機器人智能載體，從而實現在變電站作業區域內，可以靈活開展相應的維修作業，同時不會影響到變電站相關設備的正常運行。智能化載體設計，當前普遍存在兩種研發趨勢：①集合性質的載體設計；②可以拆分形式的載體設計，二者對應的維修作業環境需求不同，進而導致二者的設計標準存在一定的差距。無論智能化載體的設計發生何種改變，對于載體的初衷始終要確保可以為機器人提供必要的空間移動成效，其次要保證平臺上升空間滿足規定的作業維修需求，另外智能化載體要具有一定的絕緣性，從而保證在維修作業時，不會對相關設備造成不必要的損失和影響[2]。

4檢修機器人整體作業內容的檢測和升級

檢修機器人在開展帶電作業時，其作業姿勢、作業姿態對于工作成效具有一定的影響作用，因此，在開展機器人作業操作時，需要對作業姿勢進行必要的檢測和分析，確保在實際應用過程中，機器人作業姿勢符合科學的設定標準，同時確保相關作業滿足帶電作業維修的需求。在測試過程中，由于機械臂需要進行不同操作的位置變化，進而可能造成機械人設備中心發生不同程度的偏移，需要注意的，在機器人中心發生變化時，確保其機器人不會發生傾覆或者跌倒等問題產生，一方面，需要確保機器人帶電維修作業的穩定性，另一方面，要提升機械人在作業過程中維修作業的高效性。根據相關數據進行信息統計以及信息分析，進一步確保機器整體作業情況的專業性和穩定性。另外，基于對機器人運動軌跡的數據分析，進行后期的數據整理，為后期的作業線路設定提供必要的數據支持，進而實現對能源的高效節約，同時還能夠優化作業軌跡，提高機器人的作業效率。基于對機器人實踐過程中的數據匯總，結合大數據技術，以智能化操作為核心，提升機器人在變電設備中進行帶電維修作業的工作效率和工作時間，以科學技術為指引，不斷改善機器人當前維修工作的具體問題，對相關數據進行分析和梳理，為后續的改進工作提供必要的技術支持[3]。

5結論

綜上所述，通過對變電設備帶電檢修工作的研究，基于機器人具體的檢修作業內容，進行系統的闡述，開展機器人相關構件的設計應用，為電力行業的未來發展，提出了一系列建議和想法，為實現智能化機器人自動化全系統維修作業的發展目標不斷努力。

參考文獻

[1]汪祝年，周鵬，蒲庭燕.耐張絕緣子帶電更換機器人機械系統研制[J].科學技術創新，2019（1）：170-171.

[2]莊建煌.便攜式多功能遙控帶電檢修裝置的研發[A].福建省電機工程學會.福建省電機工程學會2018年學術年會獲獎論文集，2018：87-92.

[3]梁慶華，吳甜，劉海朋.智能變電站帶電檢修機器人控制系統分析[J].科技經濟導刊，2018，26（23）：15-16.

作者：鮑勇 單位：國網甘肅省電力公司檢修公司