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隨著機器人技術研究的深入和大數據、人工智能等技術的應用，機器人在電力行業的應用越來越廣泛。實驗室歷經近20年的探索，研發了變電站智能巡檢機器人、室內軌道巡檢機器人、閥廳巡檢機器人、架空線路車載巡檢機器人、架空線路絕緣包覆機器人、輸電線路全程巡檢機器人等智能裝備，覆蓋變電、輸電、配電等各環節。
巡檢類機器人已大規模推廣應用，而作業類機器人尚處于起步階段。近年來，實驗室瞄準電力作業場景，探索機器人作業技術，推進機器人的應用由“巡檢"向“作業"演進。“強電磁環境下的機器人防護問題是我們首先要解決的問題。在機器人靠近帶電體的過程中，當電位差超過間隙擊穿電壓時，會出現間隙擊穿并造成持續的電弧放電。這對機器人造成兩種干擾，一種是瞬態電磁場的輻射干擾，另一種是機器人表面的高頻電流在其內部的線纜及元件上形成感應電壓和電流造成的干擾。"實驗室成員李健介紹，“我們基于機器人進、出瞬時強電磁場受到干擾的機理，分析電弧放電時電流幅值、脈沖密集程度等關鍵指標，提出機器人電位轉移電磁脈沖電流及電弧能量暫態抗干擾設計方法，攻克了強電磁場環境下機器人帶電作業安全防護技術難題。"
在此基礎上，實驗室設計了機器人軟硬件一體化安全防護方案，并在多款帶電作業機器人的研發中應用。2018年，220千伏變電站檢修作業機器人研制成功，融合激光、超聲、視覺等多源異構信息，實時自主感知作業環境，“一鍵操作"即可自動連續執行檢修作業。2021年，10千伏架空線路帶電作業機器人投入應用，具備高空和地面操控兩種作業模式。操作人員通過語音控制機器人完成作業任務。2024年，實驗室又推出了輸電線路壓接管X射線檢測機器人。它可完成水平雙分裂、四分裂下引流線場景無損檢測作業，具備220千伏及以下帶電作業能力。這些帶電作業機器人已經在山東、山西、深圳等地應用，有效降低了作業人員的工作強度，提升了帶電作業的安全性。
一、產品及選用（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設備"操作更加簡便，功能更完備）
1、命名說明
LYVLF3000 60KV
2、超低頻系列產品 表1
型號 | 額定電壓 | 帶載能力 | 電源保險管 | 重量 | 用途 |
VLF-30/1.1 | 30kV (峰值) | 0.1Hz,≤1.1µF | 10A | 控制器：4㎏ 升壓體：25㎏ | 10KV電纜、發電機 |
0.05Hz,≤2.2µF | |||||
0.02Hz,≤5.5µF | |||||
VLF-50/5 | 50kV (峰值) | 0.1Hz,≤5µF | 5 | 控制器：5㎏ 升壓體：55㎏ | 用于電纜故障的燒穿 |
0.05Hz,≤10µF | |||||
0.02Hz,≤25µF | |||||
VLF-80/1.1 | 80kV (峰值) | 0.1Hz,≤1.1µF | 30A | 控制器：5㎏ 升壓體：45㎏ | 35Kv電纜、發電機 |
0.05Hz,≤2.2µf | |||||
0.02Hz,≤5.5µF |
3、根據被試對向選擇適當規格的產品。
使用時，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0.1 µF的電容輔助輸出。下面是一些設備的電容量，供用戶參考。
不同發電機的單相對地電容量 表2
火 電 | 水 電 | ||||||
發電機容量（MW） | 200 | 300 | 600 | 85 | 125-150 | 300 | 400 |
單相對地 電容（µF） | 0.2-0.25 | 0.18-0.26 | 0.31-0.34 | 0.69 | 1.8-1.9 | 1.7-2.5 | 2.0-2.5 |
交聯聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(µF/km) 表3
電容µF/Km | ||||||||||||
電壓kV | 10 | 0.15 | 0.17 | 0.18 | 0.19 | 0.21 | 0.24 | 0.26 | 0.28 | 0.32 | 0.38 | - |
35 | - | - | - | 0.11 | 0.12 | 0.13 | 0.14 | 0.15 | 0.16 | 0.17 | 0.19 | |
截面積cm2 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | 270 | |
4、試品電流的估算方法：
計算公式： Ｉ＝２πfＣＵ
二、原理（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設備"操作更加簡便，功能更完備）
實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。我們知道，在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現較大的電容量，所以需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，不但笨重，造價高，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頻率，從而降低了試驗電源的容量。從國內外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比*性更多。這就是為什么發達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及以下交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。
三、產品簡介（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設備"操作更加簡便，功能更完備）
接合了現代數字變頻*技術，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護*自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預。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、打印機輸出試驗報告。設計指標*符合《電力設備測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發生器通用技術條件》電力行業標準，使用十分方便。現在國內外均采用機械式的辦法進行調制和解調產生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設備的整體功耗較大。本產品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點需要特別說明：
電流、電壓數據均直接通過高壓側采樣獲得，所以數據真實、準確。
過壓保護：當輸出超過所設定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于２０ms。
過流保護：設計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行停機
保護；低壓側的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于２０ms。
★ 高壓輸出保護電阻設計在升壓體內，所以外面不需另接保護電阻。
由于采用了高低壓閉環負反饋控制電路，所以輸出無容升效應。
四、技術參數（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設備"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，負峰值誤差：≤３％
6、電壓波形失真度：≤５％
7、使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH
8、電源：交流50 Hz，220V ±5%
9、電源保險管：參見表1
五、結構說明（LYVLF3000 電力每日要聞“程控超低頻耐壓設備"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，使用時與大地相連。
(2)“控制輸出"：輸出多芯插座，使用時與升壓體的輸入多芯插座相連。
(3)“對比度"：對比度調節旋扭，用于調節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位置提示。
(5)“AC220V"：電源輸入插座，內藏保險管。
(6)“開關"：電源開關。內藏指示燈，開時亮，關時熄。
(7)“打印機"：打印測試報告。
(8)“液晶顯示器"：顯示測試數據。
2、升壓器結構示意圖
六、操作說明
1、連線方法
連線說明：用本產品隨機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。(注意:每次開機前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機時請先按停機鍵，再用電源開關)
按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關打開。儀器在微機上電復位下，自動進入如圖4所示的設限界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷。大小應按表1提供的數據更換。
(2) 設置限定參數
在圖4所示的設限界面上，可根據試驗的需要設定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側的過壓保護值、過流保護值、試驗時間。將光標移到相應的設定，按確定鍵選擇。
頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規定了儀器的輸出頻率。單位為Hz
試驗電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設小于10KV的試驗電壓),它規定了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設定電壓值時，就不再升壓，并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。
電壓保護值設定范圍為0至額定值，單位為kV。它規定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。一般情況下電壓保護值設定為比試驗電壓高4KV。
電流保護值設定范圍為0至額定值，單位為mA。它規定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。
定時修改范圍：0-99分。它規定了試驗時間的長短。單位為分鐘。
以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數據，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。
將光標移到“啟動試驗電壓"按確定鍵，儀器進入圖5所示的升壓界面。
自動升壓
自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態。儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設定值。在升壓過程中，按停機鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當升壓值接近設定值時出現圖6
此時按“上下"鍵，微調電壓，按“確定"鍵，儀器開始計時，計時結束后自動打印試驗報告。回到開始畫面，放電結束后再開始下一次測量。
★另外還有兩種非正常停機：過壓保護停機、過流保護停機。停機后出現相應的提示界面，放電結束后，再調整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。
無人機作為具有飛行能力的機器人，是實驗室的重點研究方向之一。“伴隨低空經濟的發展，無人機越來越普及。在電網巡檢工作中，無人機已成為日常作業工具。如何進一步挖掘潛力，讓無人機更高效地巡檢，是我們重點關注的方向。"實驗室成員介紹，“我們想探索一種全新的輸電線路立體智能運檢模式，應用無人機、架空線路車載巡檢機器人、電纜隧道巡檢機器人等裝備，實現輸電線路設備和通道環境巡檢全覆蓋。"
目前，無人機巡檢主要依靠人工操控，自動化程度低。為此，實驗室提出了基于激光點云的無人機自主巡檢方法，實現了無人機巡檢航線一鍵生成與全自主規劃，提高了巡檢作業的安全性、巡檢數據采集的一致性和精準性。同時，實驗室研制出基于移動平臺和固定平臺的無人機自主巡檢作業系統，實現無人機遠程控制、自動起降和全自主巡檢，大幅提高了巡檢作業效率。
基于激光點云的無人機自主巡檢方法已大規模應用于各地電網中，避免了人為因素導致的拍攝不全、照片質量不高等問題。依托移動平臺和固定平臺，巡檢人員不再需要到現場操作無人機，實現了無人機全自主作業，且巡檢更智能、更精細、更安全。
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