【摘要】：架空線路及桿塔附件長期暴露在野外,很容易受到材料老化、污穢、飄掛物等外界因素的影響,使電力系統(tǒng)的運行存在安全隱患,因而對輸電線路的巡檢和維護是電力系統(tǒng)安全運行的重要保障。然而目前常規(guī)巡檢方式效率低下、成本較高,因此采用一種飛滑式巡檢機器人進行輸電線路巡檢能切實保證電力系統(tǒng)安全,提高經(jīng)濟效益。由于該飛滑式巡檢機器人需要在正常運行的架空線路上作業(yè),保證其受到電磁干擾的情況下能夠安全穩(wěn)定的帶電作業(yè)尤為關(guān)鍵。本文首先根據(jù)電力巡線的要求,結(jié)合攀爬式巡線機器人和旋翼無人機的特點,提出一種飛滑式巡線機器人進行巡線,該巡線方法具有巡線時間長、速度快、效率高等優(yōu)點。設(shè)計該飛滑式巡線機器人的巡線策略,并指出機器人安全運行的技術(shù)難點。然后進行飛滑式巡線機器人上線可靠性的分析及驗證。通過建立機器人這種懸浮導(dǎo)體與電力線之間的數(shù)學(xué)模型,理論分析二者感應(yīng)放電機理。分別進行不同懸浮導(dǎo)體和機器人與高壓導(dǎo)線的場強仿真分析和放電距離測量實驗,我們得到:機器人的表面積增大、曲率半徑減小或者所占空間高度增大,均會使得機器人與導(dǎo)線之間更容易發(fā)生放電。考慮環(huán)境條件對放電擊穿的影響,針對110kV線路,設(shè)計翼展為1.2m的飛滑式巡線機器人上線過程中與架空導(dǎo)線的安全距離為10cm。通過高速攝像機對導(dǎo)線與懸浮導(dǎo)體之間的感應(yīng)放電進行拍攝,統(tǒng)計分析后得到高壓導(dǎo)線與懸浮導(dǎo)體之間的放電規(guī)律。利用頻譜分析儀進行各種電暈和放電情況下的頻譜測量,得到在各個頻段內(nèi)的電磁干擾強度及變化情況。選擇5.8GHz頻率的無線設(shè)備,進行機器人上線安全可靠性的驗證實驗。我們得到:在上線過程中,保證機器人與導(dǎo)線之間不發(fā)生感應(yīng)放電,機器人便能安全穩(wěn)定運行。最后設(shè)計飛滑式巡線機器人的帶電作業(yè)方式。一種為絕緣帶電作業(yè)方式,通過對不同絕緣材料在不同情況下的沿面放電實驗,我們選擇懸掛絕緣桿的材質(zhì)為玻璃鋼環(huán)氧樹脂,針對110kV線路,本文中大型機器人的懸掛絕緣桿長度設(shè)置為15cm。另一種為等電位作業(yè)方式,主要研究等電位后避免旋翼處發(fā)生放電的保護策略研究。通過設(shè)計等電位搭接裝置并分析等電位后的不利影響,設(shè)計改善機器人旋翼尖端處高場強的均壓環(huán)裝置,然后進行電場仿真并分析其改善性能,最后得到合適的均壓環(huán)尺寸。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP242;TM84
【圖文】：

二章 飛滑式巡線機器人在高壓電場中安全運行的關(guān)鍵技術(shù)合了移動巡線機器人和旋翼無人機的特點，采用一線機器人。該機器人具有巡線時間長、速度快、效和線上滑行、靈活越障、搭載多種小型化巡檢設(shè)備向機器人發(fā)送指令讓巡線機器人完成相應(yīng)的作業(yè)。機器人結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示。

圖 2-1 飛滑式巡線機器人結(jié)構(gòu)示意圖[29]器人是在旋翼無人機整體結(jié)構(gòu)上增加絕緣懸掛桿、時為了較為容易快速的實現(xiàn)機器人的自動控制上下置（見圖 2-1 中序號 40），該裝置能順利的引導(dǎo)導(dǎo)現(xiàn)巡線機器人懸掛在導(dǎo)線上。在旋翼無人機的下方行架空線路的巡檢，在機身前方可加裝剪切裝置，障的處理。另外為了實現(xiàn)機器人的等電位作業(yè)，設(shè)電作業(yè)過程中發(fā)生不間斷感應(yīng)放電，防止產(chǎn)生的強穩(wěn)定的工作。等電位搭接裝置見圖 2-2 中編號 62 所

壓器；R—保護電阻；F—分壓器；L—架空導(dǎo)線；S—懸浮C2—等效電容。圖 3-5 實驗回路示意圖示意圖搭建實驗平臺，因為懸浮導(dǎo)體并不能自身輔助來模擬真實的情況，設(shè)計如圖 3-6 所示的放電定在懸掛絕緣桿上，通過拉動無彈性繩使懸浮導(dǎo)體臺上的刻度尺來測量懸浮導(dǎo)體與架空導(dǎo)線剛好發(fā)量放電時室內(nèi)溫濕度情況，對于同一次測量，放電象條件參數(shù)變化的影響和放電分散性。為防止放電兩次放電之間的間隔為 5min，使空間離子充分擴況。

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10 本報特約撰稿 胡家s

本文編號：2796096