超高電壓帶電清掃機器人關鍵問題及試驗研究.pdf

1、絕緣子的污穢閃絡是電網安全運行的主要威脅之一，定期地對絕緣子進行帶電清掃是減少污閃最有效的辦法。帶電清掃機器人是一種危險環(huán)境作業(yè)機器人，用于帶電清掃220/330kV變電所高電壓設備的外絕緣瓷瓶。在國家“863”計劃的資助下，本課題從2002年開始研制帶電清掃機器人，經過長期的努力，機器人系統(tǒng)的研制己取得初步成效，解決了很多技術難題，己制作出樣機并成功地在蘭州某220/330kV變電所進行了現(xiàn)場帶電清掃試驗。在己取得成效的基礎上，本課題

2、繼續(xù)努力，不斷創(chuàng)新，提出一種單間隙絕緣雙層升降式帶電清掃機器人系統(tǒng)。本論文詳細闡述機器人絕緣性能的設計方法和過程，提出一種基于單間隙絕緣的絕緣方式，并對包括接力式驅動絕緣升降平臺、可變半徑清掃手爪和可自行的全方位移動全掛車等關鍵問題進行了研究。
　　 文中首先介紹了超高電壓帶電清掃機器人的系統(tǒng)結構組成，然后在分析帶電清掃作業(yè)位置的作用電壓情況和機器人帶電作業(yè)方式的基礎上，提出了帶電清掃機器人絕緣性能的設計方法，并給出詳細的設計流

3、程。
　　 根據這種設計流程，本文提出一種單間隙絕緣雙層升級機構，其中絕緣升降平臺不僅是超高壓帶電清掃機器人清掃手爪的一級垂直舉升機構，也是機器人帶電作業(yè)時對地電位的主絕緣長度。絕緣升降平臺采用傳統(tǒng)的剪叉式結構，絕緣主從楔塊驅動和水平軀動相互接力作用的驅動方式，極大地減小了平臺起升時水平油缸的推力。試驗證明，用金屬油缸水平固定的方式，不僅克服了由設計制造絕緣油缸帶來的高費用和低可靠性，而且提高了升降平臺的整體絕緣性能。
　

4、　 清掃手爪是機器人作業(yè)的工具，本文研究了一種環(huán)抱半徑可連續(xù)變化的清掃手爪，用于清掃變電站形狀及尺寸各異的高電壓設備外絕緣瓷瓶。該清掃手爪為具有一個自由度的8桿機構，由三個交叉四連桿及末端臂節(jié)串連而成。手爪在清掃錐形絕緣子時可連續(xù)改變清掃半徑：并且在整個動作過程中，清掃手爪上的各鉸接點在整個開合過程中位置偏差均不大于2mm，使超高壓帶電清掃機器人可將錐形絕緣子一次完全清掃，提高了現(xiàn)場清掃效率和質量。
　　 另外，在分析變電站作

5、業(yè)區(qū)的設備分布和地形情況的基礎上，研究了一種可自行的全方位移動全掛車( Self-propelled Omni-direetionalTrailer-SODT)，采用金屬摩擦輪直接驅動輪胎的方式，驅動機構能靈活地與輪胎進行離合動作。在不同變電所間長途運輸時，驅動機構與輪胎分離，SODT作為全掛車在拖車的牽引下高速行駛；在變電所擁擠的作業(yè)區(qū)內時，驅動機構與輪胎擠壓接觸，通過摩擦驅動，以直行、斜行、差動轉向等多種運動模式的組合自如行走。文中