摘要：输电线路带电作业机器人可以辅助甚至替代人工实现输电线路的带电巡视和作业,然而机器人体积庞大,在野外复杂作业环境下运输十分不便,因此针对输电线路多种检修作业任务设计了一种模块化双臂带电作业机器人。模块化设计可以实现机器人的快速拆装,解决机器人运输难题。针对典型金具检修作业任务,对机器人机械臂进行运动学建模,并基于该模型对机械臂末端进行作业空间与运动轨迹规划仿真,仿真结果验证了双臂带电作业机器人系统设计的可行性和有效性。

摘要：为解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题,提高装配操作的成功率、效率和泛化能力,提出一种基于SARSA算法的变参数导纳控制策略。首先,分析了轴孔装配机理,指导运动控制策略设计。其次,仿真分析了不同导纳参数的位置响应,获得控制器参数。此外,建立了以插孔深度和单次调整移动量为尺度的动作评估机制,解决装配过程奖励函数建模难题,并在动作价值更新过程引入资格迹函数提高算法学习效率。最后,在真实机器人上开展了3组实验,对比基于位置控制和导纳控制的实验结果验证了所提算法在装配成功率和效率上的提升,从不同初始位姿开始装配的实验结果验证了所提算法的泛化能力。结果表明,所提算法有望解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题。

摘要：为提高无人机巡检作业效率,针对输电线路无(弱)信号区域实时数据传输效率低的问题,以无人机移动作业平台为研究对象,以5G与北斗的双通信方式保障巡检系统与无人机之间的数据交互,构建一种适应无人机输电线路全地域巡检的智能车载移动作业系统。首先,基于模块化设计思路,给出适应无人机巡检的移动作业车改装设计方案;其次,基于信号增强与卫星通信技术,提出一种基于5G+北斗的通信系统及其部署方案,在5G网络弱覆盖或失效时,进行信号增强并由卫星通信系统完成通信链路建立和数据传输,进而保障巡检数据传输;然后,基于对Tag码的视觉定位与识别,完成巡检无人机的精准降落回收;进一步,研发移动巡检系统应用软件;最后,通过实地测试验证系统的性能。经实验测试,该智能车载移动作业系统能够实现无人机的自主飞行、远程数据传输及基于视觉伺服的精准降落等巡检任务,为输电线路全地域巡检提供一种系统解决方案。

摘要：无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在执行带电作业任务时需靠近输电线路,会受到导线发出的无线电干扰而影响其正常工作,为保证无人机安全有效地完成带电作业任务,需对其采取屏蔽措施。结合模拟电荷法和无电线干扰频谱特性计算公式算得输电导线附近的无线电干扰场强,通过矩量法仿真计算发现了未采取屏蔽措施时无人机内部场强超过其抗扰度阈值;建立了无人机抗干扰屏蔽罩的三维仿真模型并确定了屏蔽罩的优化参量,基于正交试验得到了不同孔缝结构下无人机施加屏蔽罩后其内部场强的样本数据;通过BP神经网络得到了屏蔽罩最优设计方案并通过仿真验证其屏蔽效果。结果表明,当屏蔽罩的材质为铝、开孔形状为方形、孔缝边缘距离为17 mm、孔缝间距为12 mm、开孔数量为140时,屏蔽效果最佳,在不同方向、不同频率下均满足无人机抗扰度要求,且屏蔽后不影响无人机正常通信。

摘要：针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明:所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。

摘要：为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型,其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%;其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度,漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感,一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。研究结果可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。

摘要：输电线路是电能传输的重要通道,多分裂输电线路是电能传输的主力,接续管是多分裂输电线路上的重要金具,其压接质量和内部结构的好坏属于隐性工程且直接影响到输电线路的正常稳定运行。基于此,提出了一种适用于多分裂输电线路接续管探伤检测的机器人机构构型,设计了探伤检测机器人的虚拟样机模型,并进行了探伤装置的探伤检测作业运动规划,建立了探伤装置的D-H坐标系,基于此推导了探伤检测机器人的运动学方程并对其运动学特性进行了分析,最后,基于所建立的运动学模型,基于蒙特卡洛法在MATLAB软件中利用机器人工具箱ROBOT TOOLBOX进行了仿真实验,通过选取合适的点云数得到了探伤检测机器人末端在四分裂导线狭小空间内三个空间方向上的可达空间点云图,同时搭建机器人的机械臂模型,通过设置合理的运动参数得到了机器人探伤检测的轨迹规划仿真结果。通过仿真结果可知,机器人末端在四分裂导线所构成的狭小作业空间内可以实现无盲区的探伤检测,同时机械臂运动轨迹稳定、平滑,可以无碰避障的实现多分裂导线上的接续管探伤检测,本文的研究对于输电线路接续管探伤装置的系统设计和开发及输电网智能运维管理具有重要理论意义和实际应用价值。

摘要：针对±1 100 kV特高压带电作业电位转移的研究空白,基于多导体系统集总电容矩阵理论,建立了电位转移的暂态响应计算模型,计算并分析了不同转移距离与人体电位、放电电流和能量的关系。通过计算结果可知:人体电位、放电电流、能量在数值上与转移距离成正比;转移时人体与极导线经过1μs实现等电位,转移距离影响人体电位幅值,对等电位速度影响不明显;综合局部放电电流和电位转移电流得到最佳转移距离为0.4~0.5 m;能量释放与转移距离成正比,当距离为0.4 m和0.5 m时,释放能量分别约为1.19 J和1.39 J,作业过程中要注意屏蔽服局部温升问题。

摘要：输电线路是电网的重要组成部分,确保输电线路安全是保障电力系统稳定运行的重要措施。文章提出一种基于YOLO(you only Look once)算法的输电线路检测模型,用以对无人机等可见光拍摄图像中的输电线路进行物体检测。输电线路的识别检测任务一直是目标检测任务的难题,针对输电线路细长物理结构的特点,对微型目标检测YOLO模型进行改进,设计了对细长物理结构的高长宽比预测锚(anchor),对特征提取网络Darknet进行精简,在保持模型性能和检测精度的基础上对其进行轻量化处理,设计一种可通过单GPU(graphics processing unit)训练的轻量级模型并通过实验与原始YOLO模型、Faster R-CNN以及SSD在测试集上进行性能对比。实验结果表明,轻量级YOLO模型在测试集上检测精度达到83.04%,说明预测锚结构和精简后的网络模型对于输电线路检测是有效的。

摘要：针对目前±800 kV特高压输电线路耐张塔带电作业存在的技术难点,归纳出无法带电进出强电场的原因。通过对特高压直流线路塔型的分析和计算,设计出一种沿特高压跳线攀爬的辅助装置,创新提出“先进入管母跳线,在攀登至导线”的进入特高压强电场方法,解决了作业人员无法进入特高压耐张塔强电场的难题,极大地降低了作业人员的安全风险,为特高压带电作业提供了新的条件。