吴志成++高领军+李向军++彭伟+杨博文

摘 要：该文介绍了一种便携式输电线路异物清除装置，该装置能通过无线遥控的方式在输电导线上行走，并能通过机械剪除或电加热的方式清除缠绕在导线的异物，且处理异物效率较高，提升了作业效率，具有较好的实用价值和操作性。

关键词：便携 异物清除装置 无线遥控

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0114-02

在输电线路日常运行巡视中，经常发现各种包装塑料薄膜、广告条幅、风筝等会随风缠绕在架空输电线路導线上。一方面，塑料薄膜、广告条幅、大型风筝等异物绝缘性较差，受潮后容易造成输电线路单相接地、相间短路事故等，严重影响电网安全运行；另一方面，广告条幅、大型风筝等异物具有一定的强度和韧性，缠绕的位置具有不确定性，因此清除比较困难，有时还不得不停电作业，不仅影响正常供电，损失供电能量，而且停电也影响了电网的供电可靠性。为了及时快捷地清除输电线路上的异物，课题组研制了一种输电线路异物清除装置，该装置可以通过遥控的方式在导线上移动，具有机械剪切和电加热清除异物的功能，可以清除距离杆塔较远的异物。

1 系统构成及原理

便携式输电线路异物清除装置由行走装置、无线视频装置、异物清除装置、遥控接收装置四大部分组成。

1.1 行走装置

行走装置（如图1）由直流蜗杆减速电机通过传动皮带驱动两个挂在导线上的凹轮组成，直流电机则通过120 A双向电子调速器来驱动，可实现行走装置导线上前进、后退。行走电机采用微型带涡轮蜗杆减速直流马达，可以改变马达的旋转方向，具备两个特点：（1）涡轮蜗杆减速电机具备自锁性。马达在未通电的情况下，输出轴自锁无法转动。（2）减速箱输出轴方向与马达轴是垂直布置，马达体输出轴方向相对普通减速马达短，适应于对安装尺寸有该方面要求的场合。

1.2 无线视频装置

为了便于地面操作人员观察异物情况，操作装置靠近并清除异物，在装置顶部安装了无线视频传输系统（图2）。

1.3 异物清除装置

考虑到导线上缠绕异物的复杂性、多样性，设计了机械异物剪除装置和电加热异物清除装置，两套装置的安装接口相同、供电电压一样，可以根据需要随时更换。

1.3.1 机械异物剪除装置

机械异物剪除装置（如图3、图4）由固定刀座和旋转刀片组成，旋转刀片由直流电机驱动，电机的转速可在地面遥控控制，当装置靠近异物，地面操作人员通过遥控器控制电机旋转，切割异物。

1.3.2 电加热异物清除装置

电加热异物清除装置采用Cr15Ni60V35电阻丝，电阻丝温度在600 ℃（即赤褐色）就能迅速的熔断塑料袋、尼龙绳等异物，到700 ℃（暗樱红色）就可以熔断棉布条，到750 ℃（樱红）可瞬间熔断几乎所有的有机材料的异物。综合考虑电阻丝消耗功率、供电电压与行走装置的兼容性、锂电池的容量等因素，最终选择直径1 mm的电阻丝，用16 000 mAh、11.1 V聚合物锂电池供电、该电池可持续供电60 min，配合遥控继电器可控制电阻丝的通电或断电，只有当装置靠近异物时，才对电阻丝供电，可以有效的节约电池电量，避免电池过度放电造成损坏，延长装置的工作时间。

1.4 遥控接收装置

考虑到整套装置在带电的高压线上运行，电磁环境比较复杂，选用了抗干扰能力较好的2.4GHz PCMS 4096制式的9通道遥控器，配合9通道接收机，能满足控制整套异物清除装置的控制要求，可线性控制装置的前进、后退，旋转刀片的转速，电加热装置的通电或断电。

2 便携式输电线路异物清除装置的使用方法

作业人员穿戴绝缘服携带异物清除装置登塔，并将异物清除装置安放到导地线上（注：如需清除火线上的异物，需用绝缘杆把装置安放到导线上），地面人员遥控操作装置在导线前进，靠近异物，通过图像系统可以观察装置的行走情况及前方异物的情况，遥控启动机械异物剪除装置或者电加热清除异物装置，清除异物。清除完成后，遥控异物清除装置后退至杆塔附近，取下装置，作业完成。

3 结语

便携式输电线路异物清除装置重量轻、操作简单，经过现场的实际应用，能够在带电情况下清除导地线上常见异物，其处理异物效率较高，避免了因异物处理需要停电的情况，提高了供电可靠性，节省了登杆作业人员劳动力，提升了作业效率，具有较好的实用价值和良好的操作性。

参考文献

[1] Whitworth CC，Duller AWG，Jones DI，et al.Aerial video inspectionof overhead power lines[J].Pow er Engineering Journal，2001，15（1）：25-32.

[2] Robots repair and examine live lines in sever ondition[J].Electrical World，1989（5）：71-72.

[3] 吴功平，戴锦春，郭应龙，等.具有自动越障功能的高压线巡线小车[J].水利电力机械，1999（1）：46-49.

[4] 耿欣，周延泽.巡线机器人的爬行方案设计[J].机器人技术与应用，2002（4）：19-21.

[5] 朱淼水，杨建刚，吴春明.自主式智能系统[M].杭州：浙江大学出版社，2000.

[6] 张运楚，梁自泽，谭民.架空电力线路巡线机器人的研究综述[J].机器人，2004，26（5）：467-473.

[7] 王鲁单，王洪光，房立金，等.一种输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现[J].机器人，2007，29（1）：7-11，17.

[8] 肖海荣，周风余，宋洪军，等.110 kV 架空输电线路巡检机器人视频图像传输[J].计算机工程与应用，2006（10）：184-187.

[9] 王吉岱.电力输电线路巡线机器人机械本体结构的研究[D].山东科技大学，2005.

[10] 李振宇.220 kV高压输电线路巡线机器人控制系统的研制[D].武汉大学，2005.