1 引言
工业的飞速增长进一步造成气候恶劣变化,大气中污秽混合物严重威胁着
高压输电线路的绝缘子安全稳定运行
[1,2]
。污闪跳闸一直是影响电力系统安全输
电的问题之一
[3]
,绝缘子在其中通常起着重要作用,它的质量好坏影响到整个系
统的可靠运行
[4,5]
。一旦发生污闪事故,则波及面大、持续时间长
[6]
,并且经济损
失十分巨大
[7]
,严重情况下,会发生电力人身安全事故
[8]
。污闪跳闸已经成为影响
电力系统安全经济稳定运行的主要因素之一
[9]
。随着科技的发展,高压绝缘子清
扫装置研制智能化的程度越来越高,国内外涌现出了大量的研究成果
[10]
。自 20
世纪 70 年代起,法国电力公司(Electricite De France,EDF)对 63~400 kV 输电
网络的机器人维护可行性进行了研究
[11]
;日本工程师 Nakashima 等
[12]
针对自动
机器人技术在线路维修工作中的应用进行了研究,根据绝缘子的形状和尺寸的
大小,在绝缘子周围安装管道和喷孔,通过对水进行加压流入管道和喷孔实现对
绝 缘 子 的 水 冲 洗 。 Murali 等
[13]
利 用 神 经 网 络 的 高 模 型 复 杂 性 和 增 强 学 习
(Reinforcement learning,RL)算法的无模型性为许多机器人应用程序提供了一
个理想的组合,对机器人操作提供了便利。文献
[14]
对机器人轨迹规划的动态规
划方法进行了研究。德国某公司
[15]
设计出了一款灵活性较好的高压水冲洗装置,
能够实现在线路停电的条件下对绝缘子进行冲洗。文献
[16]
采用绝缘子带电清扫
机器人清扫绝缘子,可以有效地清除绝缘子表面的污秽,防止污闪事故的发生。
文献
[17]
针对 500 kV 超高压交流输电线路悬垂绝缘子串的环境特点和双伞裙瓷
质盘形悬式绝缘子带电清扫任务需求,提出了一种新型悬垂绝缘子带电清扫机
器人机构。文献
[18]
介绍一种便携式室外专用绝缘子串灰尘清扫器,该清扫器能
够根据被擦洗设备形状快速完成擦洗任务,自由快速切换近距擦洗和远距擦洗
两种模式而无需改变操作人员所在位置,擦洗角度任意可调,而且能够在停电状
态下水洗擦掉顽固污渍,有效解决了高压设备绝缘子清扫问题。现阶段,“爬、扫、
涂”的方式被广泛地运用在我国电力设备外绝缘维护中
[19]
。为解决我国电力设
备外绝缘维护“爬、扫、涂”方式的缺点,本文对变电站支柱式绝缘子清扫系统进
行了设计与研究。
2 绝缘子清扫系统设计
2.1 绝缘子 清扫系统的组成