隨著機(jī)器人技術(shù)研究的深入和大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)器人在電力行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)近20年的探索，研發(fā)了變電站智能巡檢機(jī)器人、室內(nèi)軌道巡檢機(jī)器人、閥廳巡檢機(jī)器人、架空線路車載巡檢機(jī)器人、架空線路絕緣包覆機(jī)器人、輸電線路全程巡檢機(jī)器人等智能裝備，覆蓋變電、輸電、配電等各環(huán)節(jié)。

巡檢類機(jī)器人已大規(guī)模推廣應(yīng)用，而作業(yè)類機(jī)器人尚處于起步階段。近年來，實(shí)驗(yàn)室瞄準(zhǔn)電力作業(yè)場景，探索機(jī)器人作業(yè)技術(shù)，推進(jìn)機(jī)器人的應(yīng)用由“巡檢"向“作業(yè)"演進(jìn)。“強(qiáng)電磁環(huán)境下的機(jī)器人防護(hù)問題是我們首先要解決的問題。在機(jī)器人靠近帶電體的過程中，當(dāng)電位差超過間隙擊穿電壓時(shí)，會出現(xiàn)間隙擊穿并造成持續(xù)的電弧放電。這對機(jī)器人造成兩種干擾，一種是瞬態(tài)電磁場的輻射干擾，另一種是機(jī)器人表面的高頻電流在其內(nèi)部的線纜及元件上形成感應(yīng)電壓和電流造成的干擾。"實(shí)驗(yàn)室成員李健介紹，“我們基于機(jī)器人進(jìn)、出瞬時(shí)強(qiáng)電磁場受到干擾的機(jī)理，分析電弧放電時(shí)電流幅值、脈沖密集程度等關(guān)鍵指標(biāo)，提出機(jī)器人電位轉(zhuǎn)移電磁脈沖電流及電弧能量暫態(tài)抗干擾設(shè)計(jì)方法，攻克了強(qiáng)電磁場環(huán)境下機(jī)器人帶電作業(yè)安全防護(hù)技術(shù)難題。"

在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了機(jī)器人軟硬件一體化安全防護(hù)方案，并在多款帶電作業(yè)機(jī)器人的研發(fā)中應(yīng)用。2018年，220千伏變電站檢修作業(yè)機(jī)器人研制成功，融合激光、超聲、視覺等多源異構(gòu)信息，實(shí)時(shí)自主感知作業(yè)環(huán)境，“一鍵操作"即可自動連續(xù)執(zhí)行檢修作業(yè)。2021年，10千伏架空線路帶電作業(yè)機(jī)器人投入應(yīng)用，具備高空和地面操控兩種作業(yè)模式。操作人員通過語音控制機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)。2024年，實(shí)驗(yàn)室又推出了輸電線路壓接管X射線檢測機(jī)器人。它可完成水平雙分裂、四分裂下引流線場景無損檢測作業(yè)，具備220千伏及以下帶電作業(yè)能力。這些帶電作業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在山東、山西、深圳等地應(yīng)用，有效降低了作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，提升了帶電作業(yè)的安全性。

一、產(chǎn)品及選用（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設(shè)備"操作更加簡便，功能更完備）

1、命名說明

LYVLF3000 60KV

2、超低頻系列產(chǎn)品                         表1

3、根據(jù)被試對向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品。

使用時(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會影響輸出波形。若小于0.05µF，儀器將不能正常輸出。可并聯(lián)0.1 µF的電容輔助輸出。下面是一些設(shè)備的電容量，供用戶參考。

不同發(fā)電機(jī)的單相對地電容量                          表2

交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km)    表3

4、試品電流的估算方法：

計(jì)算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

二、原理（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設(shè)備"操作更加簡便，功能更完備）

實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗(yàn)變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備，不但笨重，造價(jià)高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗(yàn)頻率，從而降低了試驗(yàn)電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，不但能有同樣的等效性，而且設(shè)備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)相比*性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗(yàn)之中。

三、產(chǎn)品簡介（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設(shè)備"操作更加簡便，功能更完備）

接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻*技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)*自動化，并且在自動升壓過程中能進(jìn)行人工干預(yù)。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、打印機(jī)輸出試驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)指標(biāo)*符合《電力設(shè)備測試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用十分方便。現(xiàn)在國內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn)，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進(jìn)行放電整形，所以設(shè)備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點(diǎn)需要特別說明：

電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確。

過壓保護(hù)：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時(shí)，儀器將停機(jī)保護(hù)，動作時(shí)間小于２０ms。

過流保護(hù)：設(shè)計(jì)為高低壓雙重保護(hù)，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行停機(jī)

保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過額定電流時(shí)將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動作時(shí)間都小于２０ms。

★ 高壓輸出保護(hù)電阻設(shè)計(jì)在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護(hù)電阻。

由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)反饋控制電路，所以輸出無容升效應(yīng)。

四、技術(shù)參數(shù)（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設(shè)備"操作更加簡便，功能更完備）

1、輸出額定電壓：參見表1

2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    

0.1  Hz  *大1.1µF

0.05 Hz  *大2.2µF

0.02 Hz  *大5.5µF

4、測量精度：３%

5、電壓正，負(fù)峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險(xiǎn)管：參見表1

五、結(jié)構(gòu)說明（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設(shè)備"操作更加簡便，功能更完備）

1、控制器面板示意圖

圖1中各部件示意以及功能說明：

(1)“地"：接地端子，使用時(shí)與大地相連。

(2)“控制輸出"：輸出多芯插座，使用時(shí)與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“對比度"：對比度調(diào)節(jié)旋扭，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度。

(4)“功能鍵"：其功能由顯示器提示欄對應(yīng)位置提示。

(5)“AC220V"：電源輸入插座，內(nèi)藏保險(xiǎn)管。

(6)“開關(guān)"：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄。

(7)“打印機(jī)"：打印測試報(bào)告。

(8)“液晶顯示器"：顯示測試數(shù)據(jù)。

2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

六、操作說明

1、連線方法

連線說明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。

2、操作程序

(1) 開機(jī)。(注意:每次開機(jī)前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時(shí)請先按停機(jī)鍵，再用電源開關(guān))

按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機(jī)上電復(fù)位下，自動進(jìn)入如圖4所示的設(shè)限界面。在進(jìn)行連線、拆線、或暫不使用儀器時(shí)，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險(xiǎn)管。若開機(jī)屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險(xiǎn)管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換。

(2) 設(shè)置限定參數(shù)

在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗(yàn)的需要設(shè)定好試驗(yàn)頻率、試驗(yàn)電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗(yàn)時(shí)間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz

試驗(yàn)電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗(yàn)電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗(yàn)電壓。儀器升至這個(gè)設(shè)定電壓值時(shí)，就不再升壓，并保持在這個(gè)峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出。

電壓保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗(yàn)電壓高4KV。

電流保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。

定時(shí)修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)間的長短。單位為分鐘。

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數(shù)據(jù)，以及打印報(bào)告上的電壓電流值均為峰值。

將光標(biāo)移到“啟動試驗(yàn)電壓"按確定鍵，儀器進(jìn)入圖5所示的升壓界面。

自動升壓

自檢成功后，儀器自動進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時(shí)出現(xiàn)圖6

此時(shí)按“上下"鍵，微調(diào)電壓，按“確定"鍵，儀器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后自動打印試驗(yàn)報(bào)告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測量。

   ★另外還有兩種非正常停機(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(hù)停機(jī)。停機(jī)后出現(xiàn)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。

無人機(jī)作為具有飛行能力的機(jī)器人，是實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)研究方向之一。“伴隨低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無人機(jī)越來越普及。在電網(wǎng)巡檢工作中，無人機(jī)已成為日常作業(yè)工具。如何進(jìn)一步挖掘潛力，讓無人機(jī)更高效地巡檢，是我們重點(diǎn)關(guān)注的方向。"實(shí)驗(yàn)室成員介紹，“我們想探索一種全新的輸電線路立體智能運(yùn)檢模式，應(yīng)用無人機(jī)、架空線路車載巡檢機(jī)器人、電纜隧道巡檢機(jī)器人等裝備，實(shí)現(xiàn)輸電線路設(shè)備和通道環(huán)境巡檢全覆蓋。"

目前，無人機(jī)巡檢主要依靠人工操控，自動化程度低。為此，實(shí)驗(yàn)室提出了基于激光點(diǎn)云的無人機(jī)自主巡檢方法，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)巡檢航線一鍵生成與全自主規(guī)劃，提高了巡檢作業(yè)的安全性、巡檢數(shù)據(jù)采集的一致性和精準(zhǔn)性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室研制出基于移動平臺和固定平臺的無人機(jī)自主巡檢作業(yè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)遠(yuǎn)程控制、自動起降和全自主巡檢，大幅提高了巡檢作業(yè)效率。

基于激光點(diǎn)云的無人機(jī)自主巡檢方法已大規(guī)模應(yīng)用于各地電網(wǎng)中，避免了人為因素導(dǎo)致的拍攝不全、照片質(zhì)量不高等問題。依托移動平臺和固定平臺，巡檢人員不再需要到現(xiàn)場操作無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)全自主作業(yè)，且巡檢更智能、更精細(xì)、更安全。

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