基于10kV高压带电作业机器人搭火线夹的研制
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10kV配电线路带电抢修作业机器人实用化研究随着电力系统的不断发展,10kV配电线路带电抢修作业机器人的研究与实用化应用变得愈发重要。
本文将从机器人的概念、技术特点、现状分析以及未来发展方向等方面展开探讨,以期为相关领域的研究人员和工程师提供参考。
一、机器人的概念和技术特点10kV配电线路带电抢修作业机器人是指在10kV配电线路下进行带电抢修作业的机器人系统。
它主要包括机器人本体、遥控系统、电力系统监控系统等,通过遥控或自主控制进行作业。
机器人本体一般由机械臂、传感器、执行器、控制系统等组成,具有高强度、耐高温、防电磁干扰等特点,能够完成配电线路的检修、维护和故障排除等任务。
技术特点主要包括:1. 抗高压能力:机器人需要具备良好的绝缘性能和耐高压能力,以保证在10kV电压下能够稳定运行。
2. 精准操作:机器人需要具备精准的定位和操作能力,能够完成各类复杂作业任务。
3. 自主控制:机器人需要能够通过自主感知和决策,实现自主作业和故障应对能力。
4. 多传感器融合:机器人需要采用多种传感器进行信息融合,以获取全面的线路和环境信息。
二、现状分析目前,10kV配电线路带电抢修作业机器人的研究和应用已经取得了一定进展,但仍存在一些挑战。
1. 技术难点:10kV电压涉及到高电压、强电磁等方面的技术挑战,机器人的绝缘、遥控、自主控制等方面的技术仍待突破。
2. 安全性和可靠性:10kV配电线路涉及到高电压作业,机器人的安全性和可靠性是最为关键的问题。
3. 环境适应性:10kV配电线路作业环境复杂,需要机器人能够适应不同的工作环境并确保稳定作业。
4. 经济性:机器人系统的研发和生产成本较高,需要进一步降低成本、提高性能。
三、未来发展方向随着电力系统的进一步发展和智能化水平的提高,10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究将朝着以下方向发展:1. 技术创新:加大对机器人的绝缘、遥控、自主控制等关键技术的研发和应用,提高机器人的技术水平。
10kV配电线路带电抢修作业机器人实用化研究随着科技的不断发展,机器人技术在各个领域的应用越来越广泛,其中包括电力行业。
随着电力系统的不断完善和升级,10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究成为电力行业的一个热点问题。
本文将结合目前的电力配电线路带电抢修作业机器人的发展现状,探讨其实用化研究的必要性和可行性。
目前,电力配电线路的维护和抢修主要还是依靠人工进行,这不仅效率低下,而且存在一定的安全隐患。
在10kV配电线路中,特别是在高压带电作业中,人工操作存在较大的风险,且在恶劣的天气条件下难以进行作业。
研发10kV配电线路带电抢修作业机器人成为了电力行业的一项紧迫任务。
目前,国内外已经有一些公司和科研机构开始研发10kV配电线路带电抢修作业机器人。
这些机器人主要包括无人机、机械手臂和移动机器人等类型,其具备的功能主要包括巡检、维护和抢修等。
由于技术和成本等因素的限制,这些机器人在实际应用中还存在诸多问题,例如抢修能力不足、操作自主性不强、适应性差等。
10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究具有重要的现实意义和深远的影响。
机器人具有自主性、高效性和安全性的特点,可以大大提高配电线路的运维效率,并降低人员在高压带电作业中的安全风险。
随着电力系统的智能化升级,机器人可以实现远程控制和智能化操作,实现电力系统的智能化管理。
机器人技术的应用还将推动电力行业的技术创新和产业升级,提高电力行业的整体竞争力。
有必要对10kV配电线路带电抢修作业机器人进行实用化研究,推动其在电力行业的广泛应用。
在当前的科技发展和电力行业需求下,10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究是可行的。
随着人工智能、机器视觉和无人机技术的不断进步,实现10kV配电线路带电抢修作业机器人的自主操作和抢修能力是完全可以实现的。
不少国内外的企业和科研机构已经在这一领域进行了大量的研究和实践,也积累了丰富的经验和技术储备。
电力行业对10kV配电线路带电抢修作业机器人的需求非常迫切,这也为其实用化研究提供了充分的市场和应用前景。
高压带电作业机器人系统的研制赵玉良;戚晖;李健;李运厂【摘要】为了适应10KV配电线路带电作业的要求,研制了一台能够最大限度的满足现场作业环境要求的高压带电作业机器人,包括主从操作机械臂、机器人专用升降系统、绝缘工具系统、绝缘防护系统四部分.并在10KV配电线路上进行了试验,机械臂操作灵活,绝缘防护方法设计合理,防护性能可靠,操作简单方便.工具系统采用无线遥控方式,可以代替人工完成作业频率较高的带电断线和带电接线等作业任务,减轻了作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】4页(P114-117)【关键词】高压带电作业机器人;主从式机械臂;带电作业工具;高空作业车【作者】赵玉良;戚晖;李健;李运厂【作者单位】山东电力研究院,济南250002;山东电力研究院,济南250002;山东鲁能智能技术有限公司,济南250002;山东鲁能智能技术有限公司,济南250002【正文语种】中文【中图分类】TH1220 引言为了提高带电作业的自动化水平和安全性,减轻操作人员的劳动强度和强电磁场对操作人员的人身威胁,从80年代起许多国家都先后开展了带电作业机器人的研究,如日本、西班牙、美国、加拿大、法国等国家先后开展了对带电作业机器人的研究。
2002年我国也进行了高压带电作业机器人产品化样机的研制。
针对目前我国10KV线路带电作业工艺要求,以及作业环境的特点,研制一台能够最大限度的满足现场作业环境要求的高压带电作业机器人,该机器人可以代替人工完成作业频率较高的带电断线、带电接线等作业任务,减轻作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。
1 高压带电作业机器人系统组成高压带电作业机器人作业时,作业人员在绝缘斗内随机器人升至线路附近,作业人员操控机器人主手遥控操作机器人从手进行作业,机器人主手与从手之间控制信号由光纤进行传递,保证了作业人员与高压电场隔离。
10kV配电线路带电抢修作业机器人实用化研究随着社会的不断发展和进步,电力行业也在不断的完善和改进。
在电力系统中,10kV配电线路是一个重要的组成部分,它承担着配送电能的重要任务。
10kV配电线路的带电抢修作业一直是电力行业面临的难题之一。
为了解决这一难题,越来越多的电力公司开始研究并应用带电作业机器人。
本文将从10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究进行深入探讨。
一、带电抢修作业机器人的背景和意义10kV配电线路的带电抢修作业一直以来都是一个危险而又艰难的工作,需要工作人员具备较高的专业知识和技能,同时还要有较强的身体素质和心理素质,这给电力公司的带电抢修作业带来了很大的挑战。
而随着科技的不断发展,带电作业机器人的出现为这一难题提供了解决之道。
带电作业机器人可以代替人工完成10kV配电线路的带电抢修作业,降低了人工的风险,提高了作业的效率,这对于保障电力系统的稳定运行具有非常重要的意义。
目前,国内外的许多电力公司和科研机构都在研究带电抢修作业机器人。
这些机器人具有不同的特点和功能,有些可以进行智能巡检,有些可以进行维修作业,有些还可以进行故障排查。
这些机器人都采用了先进的传感器技术、图像识别技术和无人驾驶技术,使得它们可以在带电状态下完成各种任务,并且可以对操作现场进行实时监控和数据记录。
目前,这些机器人已经在一些实际的抢修作业中得到了应用,并取得了一定的成效。
尽管带电抢修作业机器人已经取得了一定的进展,但是要使其真正实用化,还需要解决一些问题。
要提高机器人的智能化水平,使其能够自主完成各种抢修任务。
要加强对机器人的控制和监控,确保其能够安全、可靠地完成作业。
还要加强对机器人的维护和管理,延长其使用寿命。
要完善相关政策和标准,为机器人的广泛应用打下基础。
这些都是实用化研究中需要关注的重点。
随着研究的不断深入和技术的不断发展,带电抢修作业机器人的前景十分广阔。
一方面,带电作业机器人的应用将为电力行业带来巨大的效益,将大大提高抢修作业的安全性和效率,降低人为因素带来的事故风险。
10kV配电线路带电抢修作业机器人实用化研究随着现代社会的不断发展,电力供应已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而在电力供应中,配电线路扮演着至关重要的角色。
由于各种原因,配电线路可能会遭受各种故障,需要进行抢修作业。
由于配电线路通常高压电力,这种抢修工作对人员的安全构成了严重的威胁。
研究开发一种能够进行带电抢修作业的机器人具有重要意义。
机器人的设计需要符合10kV配电线路的特点和要求。
10kV电力属于高压电力,具有危险性。
机器人需要具备防电击、防静电、防爆等安全功能,以确保人员安全。
机器人还需要具备高强度、高灵活性的特点,以适应不同的抢修作业场景。
机器人需要具备较高的自主导航和遥控能力。
10kV配电线路通常非常复杂,机器人需要具备智能化的导航系统,能够智能识别配电线路的布置和拓扑结构,并能够规划最优的抢修路径。
机器人还需要具备远程控制的能力,以方便操作人员对机器人进行监控和指导。
机器人需要具备多种功能模块,以完成不同的抢修作业任务。
机器人可以搭载摄像头模块,实现对配电线路的实时监控和检测;机器人还可以搭载绝缘杆模块,以完成对配电线路的绝缘操作;机器人还可以搭载抢修工具模块,以完成对配电线路故障设备的更换和维修。
机器人需要具备稳定、高效的供电系统。
10kV配电线路带电抢修作业往往需要长时间的工作,机器人需要具备稳定可靠的供电系统,以确保机器人的稳定运行。
机器人还需要具备高效能量管理系统,以延长机器人的工作时间,并提高工作效率。
10kV配电线路带电抢修作业机器人的实用化研究是一项具有重要意义的研究。
通过对机器人的设计、导航、功能模块和供电系统等方面进行研究和改进,可以提高机器人的抢修作业能力,减少人员的安全风险,并提高抢修作业的效率和质量。
相信随着相关技术的不断发展和完善,带电抢修作业机器人一定会实现实用化,并为10kV配电线路的抢修作业带来革命性的改变。
10kV台架变压器高压引下线带电装卸线夹的研制摘要:带电装卸线夹是一种10kV台式变电站高压引下线的带电卸线钳,其由固定件、连接件和移动杠杆组成,其一端与上引线、下引线连接,连接件可分离连接至固定件,连接件具有连接部分和第一连接部分,可调整连接部分连接至连接部分,下引线连接至第一连接部分。
这种带电装卸线夹可以调整可移动杠杆的相对接头的定位,使得所述接头与所述固定器可分离地连接,使得所述上引线与所述下引线之间的接合或切断。
带电装卸线夹具有结构紧凑、便于装配、易于使用、无需上一次断电的特点,可大大降低故障的幅度,大大降低了维修的工作量。
关键词:10kV台架变压器;高压引下线;带电装卸线夹引言由于许多地方安装了新的变压器,所以目前还存在着很多采用跌落型熔断器的变压器,当台架变需要进行维修维修工作时,必须将停电范围扩大至上级电源才符合公司的安全生产规范要求,对线路造成了不必要的停电,用户停电率会因此大大提高。
为此,针对输电系统的断电需求,研制了一种无需断电就能进行台变维修的高压引线装置。
该工程的目的是研制一种10kV台架式变压器的高压引下线带电装置,安装于跌落型电源侧导线1米的位置,在该装置上安装了一台倒挂型熔断器,需要进行平台维修时,由运行人员用隔离杆进行连接,以减小停电区域,降低劳动强度,并能达到安装需要且安装程序简便。
1、设计思路及方案1.1存在问题及分析根据原有的展位标准,现有10kV变电站的标准化台还未装上隔开刀闸,仅需新装时,需要进行整组。
由于原有的熔断器只是一种下降型熔断器,所以在需要维修的情况下,它的故障区域要扩展到更高的地方,这样就会增加工作和减少的时间。
为此,本文提出一种10kV台架式变压器的带电跳闸装置,安装于跌落型电源侧导线1米的位置,在其打开后需要在平台上维修时,运行人员可利用隔离杆进行带电解的方式,减少故障区域,为10kV台架变压器的日常维修和维修工作带来了方便。
10kV配变标准型变电站在进行维修时,采用带电卸荷器进行带电解口机,具有较好的断裂处和较远的安全间距,使停电区域无需扩展到上级供电,对保证电力系统的稳定和可靠性,减少了停电操作的危险[1]。
10kV杆上带电作业机器人的研究朱企华发表时间:2019-10-18T15:35:44.270Z 来源:《电力设备》2019年第10期作者:朱企华陆峰冯超[导读] 摘要:本文研究了一种杆上带电作业机器人设备,目的是给人们提供可以自动完成架空电缆的接搭线作业杆。
(嘉善恒兴电力建设有限公司 314100)摘要:本文研究了一种杆上带电作业机器人设备,目的是给人们提供可以自动完成架空电缆的接搭线作业杆。
这样的杆上带电作业机器人设备具备操作安全及方便的特征,同时又是能够确保线夹可靠的夹紧架空的设备。
本文通过对10kV杆上带电作业机器人进行研究及分析,对杆上带电作业机器人未来的发展做出展望。
关键词:10kV;杆上带电作业;机器人;研究引言:当前,在城乡电力网中存在的诸多各种各样的并沟线夹,而在进行施工时还是大多数是通过人工自身来进行工作,因此在架空电缆上用并沟线夹来搭线的工作是有一定困难的,例如通过用绝缘杆把并沟线夹拿起再接近架空电缆,同时,还要把架空电缆放入线夹口中,再由工作者手动完成夹紧架空电缆的工作,而因为架空电缆是设置在高处,工作者手动拧紧螺栓存在操作艰难,发生触电的安全问题。
除了人员自身的安全问题,还存在连接螺栓没有拧紧的问题,这就会发生并沟线夹和架空电缆之间连接不稳定的情况,从而导致接触电阻变大、发热,产生安全问题。
一、简述10kV杆上带电作业机器人(一)杆上带电作业机器人设备的构成杆上带电作业机器人设备的构成主要包括线夹装置、固定在靠近地表的电杆上的固定架、转动设置在固定架上的绕线轮、旋转电机、牵引绳、上支架、导向轮、升降导套、轴套、旋转架、固定齿套、主动齿轮、驱动电机、竖向支撑杆、支撑板及竖直导杆。
这些设备都在杆上带电作业机器人起着重要的作用,都是完成架空电缆的接搭线作业杆的重要组成部分,缺一不可。
(二)杆上带电作业机器人设备的特征杆上带电作业机器人设备的特征有九点:第一,牵引绳的一端与绕线轮相连接,牵引绳的另一端绕过导向轮并与升降导套相连接。
关于WSM线夹及J-DC绝缘操作工器具在地电位操作杆法搭接、拆除10kV线路引流线带电作业中创新运用的探讨摘要:目前,带电作业越来越受到社会各界的普遍认同。
10kV配电网带电作业,能使客户更直观的感受到带电作业带来的便利,所以其发展速度也是日新月异。
为克服间接作业法断接引流线作业空间小、安全风险高的技术难题,研发一种新的配网带电作业工器具很有必要。
本文介绍了该新作业技术工器具结构及特点,对结构关键部位进行了简要强度分析,探讨了作业技术关键工序及应用效果。
关键词:配电网;带电作业;操作杆;引流线;安全高效1 研发创新2013年,结合当前作业的实际情况,大胆提出了进行10kV配电线路、设备带电搭接引流线作业技术研究创新的倡议。
紧扣“安全、经济、规范”三大要求,首先进行成本预算和制定了专项研发方案,明确了操作方法一定要简便、使用人员要安全、创新成本好控制、使用成果要符合要求四大创新目标,2013年3月份开始实施,通过对设计所需材料的选择和采购,并于当月进行自主加工,2013年4月初,成功研制出了可以用于进行带电搭接10kV配电线路、设备引流线的WSM分沟固定线夹及操作工具样品,同月中旬,在临沧供电局泰衡培训基地进行搭接空载分支线路引流线、搭接跌落式熔断器引流线、搭接耐张杆引流线等5个作业项目模拟使用,并从中找出操作技术和要点,及时制定了使用操作指导丛书,同时进行搭接工艺对比验收和稳固性检查试验。
2.WSM分沟固定线夹及操作工具适用性分析2.1 可行性分析WSM分沟固定线夹及操作工具,使用材料及加工工艺符合线路设备载荷运行要求,具体操作方法和安全控制措施易控,具备在10kV配电线路带电搭接引流线作业项目中使用条件。
2.2 WSM分沟固定线夹及操作工具介绍2.2.1 分沟线夹,命名为WSM分沟线夹,设备规格型号结合当前使用的其他产品数据进行规定,以便更好的兼容和适用。
如WSM-1、WSM-2、WSM-3、-4等使用规格及适用线径范围以JB并沟系列线夹相对应,并依据线夹组成部件形状进行命名。
2020年4期众创空间科技创新与应用Technology Innovation and Application高压带电作业机器人系统研制徐善军1,2,夏益青1,2,杜婧1,2,杨冰1,2,汤潇1,2(1.北京国电富通科技发展有限责任公司,北京100070;2.南瑞集团有限公司/国网电力科学研究院有限公司/国电南瑞科技股份有限公司,江苏南京211106)引言配网处于电力系统末端,是保证电力持续供给的关键环节,其可靠性在整个供电系统中占有非常重要的位置。
为减少配网停电时间、提升供电可靠性和服务水平,配网带电作业已成最直接、最有效的重要手段。
目前,主要由人通过绝缘手套法或者绝缘操作杆法实施带电作业[1],作业人员都是通过高压作业工具与电气设备接触,并且带电检修作业劳动量大,危险系数高,工作条件恶劣,人身伤亡事故时有发生,作业效率低下[2]。
为提高配电可靠性和带电作业效率,保证带电作业人员人身安全,减低作业劳动强度,针对我国配电线路特点以及带电作业工艺要求,研制了人机协同的带电作业机器人,消除带电作业人员由于相间距离紧凑严重威胁人身安全的隐患,可最大限度减轻作业人员的劳动强度和确保带电作业的安全性。
1机器人系统组成本机器人系统结合了作业人员和机器人各自优势,以最大限度满足作业环境要求并顺利完成带电作业,主要由作业人员平台子系统和机器人子系统两大部分组成,分别在两个绝缘斗内。
如图1所示作业人员平台子系统由作业人员、人机交互接口、绝缘防护系统、绝缘加持工具等组成;机器人子系统包括差分导引模块、视觉及激光定位系统、夹紧机构、工具快换装置、末端作业工具、绝缘防护系统和作业机械臂等组成。
作业人员与机器人分别在两个绝缘斗内,完全实现绝缘隔离,最大限度提高作业人员的安全。
充分利用绝缘斗的拓扑空间,使机器人在绝缘斗范围内占用最小的作业空间,最大限度提高在相间狭小作业空间的活动裕度,同时,机器人系统所在的绝缘斗可实现上下升降,并相对于作业人员绝缘斗实现水平方向上的旋转,可满足各线型的作业需求。
10kV带电搭接引线线夹的研制作者:李红新刘波磊李启江来源:《中国科技博览》2015年第31期[摘要]针对目前10kV配电系统中带电搭接引线使用的双头线夹,存在的操作不稳定易脱落、双头线夹端头开口方向与主导线连接方向不符等现象,根据多次实践研制了一种新型线夹,提高了带电作业效率,提高供电线路运行可靠性。
[关键词]带电搭接引线,双头线夹,新型线夹中图分类号:TM755;TM310 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0258-010.引言供电可靠性是衡量电能质量的重要指标,随着我国经济快速发展和人民生活水平不断提高,对供电可靠性的要求逐渐提高。
配网带电作业是提高配电系统供电可靠率、提高设备和电网稳定性的有效途径,是电网提升优质服务水平最直接、最有效地手段,因此配网带电作业无论是作业项目、作业频率和作业效率都达到了历史最高峰[1]。
由于目前新增高压客户多、申请用电周期短、临时性强,“带电搭接引线”[2]工作开展较为频繁。
为确保作业安全和作业效率,经过多次实践研制出用于带电搭接引线的新型线夹。
使用这一线夹在带电搭接引线工作中不仅避免了使用原有双头线夹存在的安全隐患,而且采用地电位或中间电位作业法,都可以实现架空线路连接引线成悬垂链状自然下垂,切实有效地缩短作业时间,提高带电作业效率,保证设备安装的便捷和安装质量。
1.传统带电搭接引线存在的问题使用原有双头线夹“带电搭接引线”一般方法为:作业人员先将支线引线端头调整90°;支线引线与双头线夹一端连接;固定牢靠后,手持或绝缘操作杆支撑线夹与架空主线路搭接使用工具固定线夹;搭接完成。
作业过程中存在以下隐患:1)使用原有双头线夹带电搭接引线时,因需对支线引线端头调整90°,与双头线夹一端固定,才能按其使用说明书正常使用。
此时因无法预判引线到达主线路搭接位置时,双头线夹另一端开口方向,出现开口方向与主线路走向不符的情况占随机抽取次数的98%(现场试验数据)。
第1期(总第212期)2019年2月机械工程与自动化M E C HA N I C A L ㊀E N G I N E E R I N G㊀&㊀A U T OMA T I O NN o .1F e b .文章编号:1672G6413(2019)01G0126G02基于10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的研制祁㊀辉1,韩立超2,张㊀朋1,耿美晓1(1.清华大学天津高端装备研究院,天津㊀300304;2.国网天津滨海供电公司,天津㊀300010)摘要:高压带电作业机器人是进行10k V 配电网维护和抢修的专用设备,带电搭火作业是其一项主要功能.目前已有的搭火线夹主要满足人工作业需求,无法满足高压带电作业机器人作业需求,为满足10k V 配电网高压带电作业机器人自动化作业中搭火线夹的需求,研制了安全可靠㊁自动化程度高的带电搭火线夹.关键词:高压带电作业机器人;高压带电作业;带电搭火线夹;配电网系统中图分类号:TM 726 1㊀㊀㊀文献标识码:A收稿日期:2018G07G18;修订日期:2018G12G06作者简介:祁辉(1981G),男,河南驻马店人,工程师,硕士,从事机器人自动化研究工作.0㊀引言10k V 配电网高压带电作业已广泛开展,是保证供电设备安全可靠运行㊁提高配电网经济效益和服务质量的一个重要维护/抢修手段.高压带电作业机器人其中一项重要的带电作业即带电搭火作业,将需要搭火的10k V 配电网引线与剥除外皮的带电行线通过搭火线夹连接,完成10k V 配电网带电搭火作业.目前,国内还没有适用于10k V 高压带电作业机器人作业的专用自动工器具,因此基于10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的研制成功,必将填补国内外空白,并带来巨大的社会效益和经济效益[1].为了解决上述问题,本文对现有传统人工带电作业的线夹原理㊁结构进行了详细的分解和研究,并针对高压带电作业机器人自动化作业的需求,重新对带电搭火连接关系和各零部件结构进行重新研究㊁设计,以提高生产效率㊁高导电率和降低线缆内金属导线伤害程度为目的,并从安全作业角度出发,研制新型带电搭火线夹.1㊀目前搭火线夹存在的问题针对10k V 配电网中高压带电作业机器人作业特点,总结目前搭火线夹存在的问题:(1)搭火线夹中导线非承接力连续性:目前,10k V 配电网带电作业常用的并沟线夹接续或者铝绑线缠绕接续方式(如图1所示)属临时线夹,导线接续性能不良,而常用的永久型线夹(液压类线夹㊁弹射楔形线夹)难以实现带电作业的自动化装拆.(2)搭火线夹结构材质属性:并沟线夹(如图2所示)采用6061铝合金材质,产品成熟,形成了J B L G1㊁J B L G2㊁J B L G3等规格,同时价格低廉,应用广泛.Q /G DW519 2010«配电网运行规程»及编制说明和Q /G DW520 2010«10k V 架空配电线路带电作业管理规范»及编制说明中规定:并沟线夹螺栓拧紧扭矩T =10N m .因此根据螺栓扭矩与拉伸力关系T =K t F d (K t 为拧紧系数,一般取K t =0.2,d 为螺栓直径,取d =12m m )可计算出并沟线夹压接力F =T /(K t d )ʈ4.167k N .可以看出,并沟线夹承受很大压力,在高温㊁高内应力条件下工作,材料必然发生明显的应力松弛现象[2].图1㊀并沟线夹接续和铝绑线缠绕接续示意图图2㊀并沟线夹(3)搭火线夹接引作业点的绝缘和密封恢复:目前带电搭火线夹的绝缘和密封恢复通常采用两种方式:①采用预制的橡胶或塑料罩,但是受制于塑料罩的开口结构设计,线夹的绝缘和密封恢复难以达到预期目标;②采用绝缘自粘带包封,但是受制于作业人员的技术水平和责任心,线夹的绝缘和密封恢复难以落实到位(如图3所示).因此,现有的10k V 配电网高压带电搭火线夹的绝缘和密封恢复存在很多的缺陷[3G4].2㊀10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的设计10k V 高压带电人工搭火作业不仅操作步骤多㊁耗费时间长㊁消耗体力大㊁危险系数高,而且对作业人员的身体㊁心理带来双重压力.因此,10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的设计必须适合10k V 配电网中高压带电作业机器人的使用要求,即结构设计简单实用㊁便于机器人操作㊁安全可靠㊁操作高效和绝缘性能优良.图3㊀搭火线夹接引作业点绝缘和密封恢复示意图2.1㊀搭火线夹中导线非承接力连续解决方案根据10k V 高压带电作业机器人实际操作工艺流程,设计搭火线夹中导线非承接力连续解决方案为弹簧力实现.按照以上并沟线夹压接力F =T /(K td )ʈ4.167k N 核算实际操作中弹簧蓄能力,保证导线非承接力连续性要求,设计的搭火线夹结构如图4所示.弹簧蓄能力是保证搭火线夹中导线非承接力连续性的核心,其蓄能力的大小直接决定着带电搭火行线与引线的牢固程度及可靠性.设计的弹簧蓄能参数如表1所示.图4㊀搭火线夹结构表1㊀弹簧蓄能参数压簧材质S W P B横弹性系数G (k g /m m 2)8000最大应力S m a x (P a )98弹簧外径D 2(m m )38弹簧内径D 1(m m )26弹簧指数(旋绕比)C5.33节距t (m m )27.33弹簧作用力(k N )4弹簧系数K (N /m m )131.842.2㊀搭火线夹结构材质属性解决方案搭火线夹的材质直接决定带电搭火的成败,不合理的材质导致带电搭火部位电阻增加并导致搭火线夹发热量增大,线路断路.通过大量的实验和摸索,我们总结如下:搭火线夹结构主体材料采用G B /T68922000中推荐的铝合金2A 12(旧牌号L Y 12);压紧导柱材料采用G B5232 1985中推荐的黄铜H 62;蓄能装置材料采用G B24511 2009中推荐的304不锈钢.搭火线夹材质属性如表2所示.2.3㊀搭火线夹接引作业点的绝缘和密封恢复解决方案根据以上搭火线夹的设计及实际作业中优化和减少工艺作业步骤的需求,采取搭火线夹表面粘接绝缘材料(W S GE F 5环氧树脂玻纤布层压板)的方式,可靠㊁有效和便捷地实现搭火线夹接引作业点的绝缘和密封恢复[5].搭火线夹绝缘和密封恢复材料(W S GE F 5环氧树脂玻纤布层压板)的属性如表3所示.表2㊀搭火线夹结构材质属性合金牌号密度(g /c m 3)电导率(%I A C S )抗拉强度(25ħM P a )屈服强度(25ħM P a)2A 122.7838472325H 628.43243151203047.8518620310表3㊀W S GE F 5环氧树脂玻纤布层压板的属性机械特性弯曲强度(M P a)500弯曲弹性模量(M P a)30000垂直层向冲击强度(k J /m2)55电气特性浸水后绝缘电阻(Ω)1012平行层向电气性能(90ħ油中)(k V /m m )20击穿电压(90ħ油中)(k V )42热性能温度指标(ħ)180长度扩张系数(10-6/K )15导热系数[W /(m K )]0.3物理特性密度(g/c m 3)2.0吸水率(%)0.13㊀结语本文设计的10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的导线非承接力连续性㊁接引作业点的绝缘和密封恢复性均符合10k V 高压带电作业规程要求,并且与目前通用的并沟线夹采用同种材质的基体,满足了10k V 高压带电作业任务的要求.该搭火线夹可以完成10k V 各种型号的配电线路行线和引线的搭火需要,并且通过了实验室及现场实际工况试验,达到了设计目标,具有很高的实用价值㊁经济价值和社会价值.参考文献:[1]㊀孙迪生.机器人控制技术[M ].北京:机械工业出版社,1997.[2]㊀严璋.高电压绝缘技术[M ].北京:中国电力出版社,2007.[3]㊀狄美华,高天宝,闫文君,等.绝缘杆作业法带电接引流线新技术研究[J ].电气应用,2015(增刊2):437G440.[4]㊀胡毅.配电线路带电作业技术[M ].北京:中国电力出版社,2002.[5]㊀汤大勇.带电作业技术中的电气绝缘与电场屏蔽[J ].物理与工程,2008,18(6):42G44.D e s i g na n dR e s e a r c ho fW i r eC l a m p B a s e d o n 10k VH i g hV o l t a ge L i v eW o r k i n g Ro b o t Q IH u i 1,H A NL i Gc h a o 2,Z H A N GP e n g 1,G E N G M e i Gx i a o 1(1.T i a n j i nR e s e a r c h I n s t i t u t e f o rA d v a n c e dE q u i p m e n t ,T s i n g h u aU n i v e r s i t y ,T i a n j i n 300304,C h i n a ;2.T i a n j i nB i n h a i P o w e r S u p p l y C o m p a n y of t h e N a t i o n a l P o w e rG r i dC o r p ,T i a n ji n300010,C h i n a )A b s t r a c t :T h eh i g hv o l t a g e l i v ew o r k i n g r o b o t i s a s p e c i a l e q u i p m e n t f o r t h em a i n t e n a n c e a n d r e pa i r o f 10k Vd i s t r ib u t i o nn e t w o r k ,a n d t h e l i v e f i r e o p e r a t i o n i s o n e o f i t sm a i n f u nc t i o n s .C u r r e n t l y e x i s t i n g w i r e c l a m p i sm a i n l y u s ed f o r t h em a n u a l o pe r a t i o n ,w h i c h c a nn o tm e e t t h e d e m a n df o r t h eh ig hv o l t a g e l i v ew o r k i n g r o b o t .I no r d e r t om e e t th en e e d so f a u t o m a ti co p e r a t i o no f 10k Vh i gh v o l t a g e l i v ew o r k i n g r o b o t ,a l i v ew i r e c l a m p i s d e v e l o p e d ,w h i c h i s s a f e ,r e l i a b l e a n dh i g h l y au t o m a t e d .K e y wo r d s :h i g hv o l t a g e l i v ew o r k i n g r o b o t ;h i g hv o l t a g e l i v ew o r k ;l i v e l i n ew i r e c l a m p ;d i s t r i b u t i o nn e t w o r ks y s t e m721 ㊀2019年第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀祁辉,等:基于10k V 高压带电作业机器人搭火线夹的研制。