高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀和發(fā)展

吳軻 張建偉 華棟 崔佩儀

摘要 由于各行各業(yè)和人們的生活環(huán)境都離不開對電力的需求，從而，電的質(zhì)量需求也在不斷地提高，這不僅是高壓帶電工程發(fā)展的機(jī)遇也是一個新的挑戰(zhàn)。特別是在當(dāng)前社會市場競爭非常激烈的情況下，供電企業(yè)在市場上的地位岌岌可危。因此，供電企業(yè)不斷的完善自我，實現(xiàn)技術(shù)革新，不斷推出新技術(shù)即高壓帶電作業(yè)機(jī)器人，希望能夠在新的環(huán)境下，得到一個穩(wěn)定的發(fā)展。本文主要講述了高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的開發(fā)背景、技術(shù)特點以及研究現(xiàn)狀和技術(shù)動向，最后根據(jù)實際情況闡述了高壓帶電作業(yè)機(jī)器人發(fā)展的前景。

【關(guān)鍵詞】高壓帶電 機(jī)器人 發(fā)展情況

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不斷興起，并且還廣泛的運用到了許多領(lǐng)域。其中，高壓帶電作業(yè)中就在廣泛使用機(jī)器人來輔助完成相關(guān)的帶電作業(yè)。但是，由于高壓帶電作業(yè)是一項非常危險的工作，這在很大程度上加大了相關(guān)工人的工作難度，但同時也給帶電作業(yè)機(jī)器人一個非常好的發(fā)展機(jī)會，也間接表明了帶電作業(yè)機(jī)器人發(fā)展的前景以及具備的經(jīng)濟(jì)效益。

1 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的開發(fā)背景

隨著社會對電力需求的增加，帶電作業(yè)設(shè)備成為了高壓帶電作業(yè)中必不可少的工具之一，其設(shè)備的好壞也嚴(yán)重影響著帶電作業(yè)的發(fā)展，關(guān)系到作業(yè)過程中的質(zhì)量和效率，以及整個項目最終的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 社會和技術(shù)發(fā)展的必然需求

我國最早的帶電作業(yè)開始于20世紀(jì)50年代，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外帶電作業(yè)發(fā)展的歷程來看，配電系統(tǒng)的帶電作業(yè)技術(shù)發(fā)展過程主要分為以下四個階段，其中，具體的來說：

1.1.1 絕緣手套階段

一般來說，絕緣手套階段就是指相關(guān)的操作人員通過一些絕緣工具，例如絕緣手套、絕緣工作服、絕緣鞋等直接對帶電設(shè)備進(jìn)行操作的過程。但是，由于帶電設(shè)備存在的危險性較高，很容易傷害到操作人員的人身安全，因此，這種作業(yè)方式以及不再廣泛運用或者已經(jīng)被廢止了。

1.1.2 絕緣工具技術(shù)階段

所謂的絕緣工具技術(shù)，也就是指操作人員使用能夠絕緣的工具來進(jìn)行帶電操作，比較常見的如利用環(huán)氧樹脂制成的玻璃布管做成一些絕緣工具設(shè)備，通過這些設(shè)備工具進(jìn)行一定的帶電作業(yè)。這種操作方式需要有很大的專業(yè)性，而且需要操作人員一直仰著臉，這樣看來又是一項高空作業(yè)，并且還有一定的危險程度和高勞動程度。

1.1.3 絕緣斗臂車技術(shù)階段

這個階段的主要操作就是相關(guān)的操作人員使用絕緣的斗臂車來進(jìn)行帶電操作，一般來說，需要使用到絕緣斗臂車技術(shù)的曹組都是一些難以靠單純的人力進(jìn)行的復(fù)雜操作。當(dāng)然，隨著時代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，這個階段的帶電作業(yè)技術(shù)已經(jīng)比上述兩個都好的多，各個方面都有了很大的進(jìn)步，不僅減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，也增加了操作人員的安全性，在一定程度上減少了對操作人員的人身安全隱患。

1.1.4 機(jī)器人技術(shù)階段

機(jī)器人技術(shù)階段是整個技術(shù)的核心階段，具體指的就是使用機(jī)器人來代替相關(guān)操作人員進(jìn)行一些需要帶電的操作。這個階段的技術(shù)是一項新興的技術(shù)，合理的利用機(jī)器人技術(shù)，不只是可以幫助相關(guān)操作人員更加安全的進(jìn)行作業(yè)，也在一定程度上降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，在提高操作安全性、規(guī)范性的同時，也提高了作業(yè)的效率，將操作人員從繁多的工作中解放出來，以便能夠更加認(rèn)真細(xì)致的進(jìn)行操作，除此之外，還可以延長操作的時間，做到全天候操作，滿足了人們對電力的需求力度。

1.2 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人使現(xiàn)代科技發(fā)展的必然結(jié)果

當(dāng)前，帶電作業(yè)的全面開展促進(jìn)了帶電作業(yè)工具設(shè)備的發(fā)展，當(dāng)然，也在一定程度上對帶電設(shè)備提出了更多、更具體的新要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，特別是自動化和半自動化領(lǐng)域的蓬勃為帶電設(shè)備的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。而其他諸如聲納技術(shù)、激光傳感器、計算機(jī)圖像分析、自動控制技術(shù)等都為高壓帶電作業(yè)機(jī)器人提供了相應(yīng)的技術(shù)支持。因此，所有這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用都是高壓帶電作業(yè)機(jī)器人發(fā)展的必然結(jié)果。除此之外，由于帶電作業(yè)的工作環(huán)境較為復(fù)雜多變，從而促進(jìn)了帶電作業(yè)機(jī)器人能夠更進(jìn)一步發(fā)展。

2 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的技術(shù)特點

高壓帶電作業(yè)機(jī)器人是一項綜合性非常強(qiáng)而且又具有高科技術(shù)的工作設(shè)備，它涉及的范圍非常廣泛，而且涉及的領(lǐng)域也不叫多，能夠在多個領(lǐng)域共同發(fā)展。除此之外，他的發(fā)展還需要有相關(guān)的技術(shù)和理論的支持，才能高效的進(jìn)行。所以，一個帶電作業(yè)機(jī)器人需要的技術(shù)非常廣泛，同時也非常嚴(yán)謹(jǐn)，因此，也決定著帶電作業(yè)機(jī)器人身上具有一些特殊的特點：

2.1 安全性

安全性對于高壓帶電作業(yè)機(jī)器人而言是必須具備，而且非常重要、非常基本的特點之一。高壓帶電作業(yè)機(jī)器人需要有足夠安全的防護(hù)裝備，以此來保障機(jī)器人在進(jìn)行相關(guān)操作的時候能夠有足夠的安全性。并且，要求帶電作業(yè)機(jī)器人在其他任何情況下發(fā)生意外故障時，能夠保證操作人員的人身安全，減少作業(yè)時帶來的不必要的損失。

2.2 程序性

對于科學(xué)技術(shù)性東西集于一身的機(jī)器人而言，全身上下都需要相關(guān)的程序進(jìn)行操控。只有準(zhǔn)確的操控技術(shù)，才能使高壓帶電作業(yè)機(jī)器人高效的完成作業(yè)。當(dāng)然，這些過程都需要一定的操作軟件，利用操作程序來完成相關(guān)的作業(yè)，以此來提高帶電作業(yè)機(jī)器人的可利用率。

2.3 適應(yīng)性

由于高壓帶電作業(yè)的環(huán)境比較復(fù)雜，而且具體的作業(yè)目標(biāo)比較繁多，使機(jī)器人必須具有一定的適應(yīng)性。例如：在進(jìn)行帶電修補(bǔ)導(dǎo)線的時候，帶電作業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)電壓和電流的大小以及絕緣的程度，來進(jìn)行相關(guān)的操作，從而提高帶電作業(yè)機(jī)器人的工作效率和質(zhì)量，展現(xiàn)出機(jī)器人的適應(yīng)性。

2.4 通用性

一般來說，帶電作業(yè)機(jī)器人有明顯的機(jī)械化特點。因此，在發(fā)展的過程中需要注意其通用性，然后讓該工具能夠有其他的通途，不被浪費。從而，體現(xiàn)出帶電作業(yè)機(jī)器人的通用性。

總而言之，帶電作業(yè)機(jī)器人具有安全性、程序性、適應(yīng)性、通用性等特點，利用這些特點，在最大程度上實現(xiàn)帶電作業(yè)的實施，以此來提高帶電作業(yè)的質(zhì)量和安全性，保障相關(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和技術(shù)動向

3.1 帶電作業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀分析

隨著社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的國家開始致力于研究帶電作業(yè)機(jī)器人的技術(shù)動向，通過對以往以及現(xiàn)在的現(xiàn)狀研究，來做出具體的有針對性的發(fā)展戰(zhàn)略。

在日本，有兩家公司共同致力于帶電作業(yè)機(jī)器人的研究。當(dāng)前，日本進(jìn)入了新的發(fā)展研究領(lǐng)域。日本九州地區(qū)就有85個高壓帶電作業(yè)機(jī)器人投入到了實際工作中，并且，相信今后還會有其他突破性的進(jìn)展。除此之外，西班牙也完成了第一個階段性的工作，也象征著高壓帶電作業(yè)機(jī)器人有了新的突破。

從整體上來看，帶電作業(yè)機(jī)器人主要有兩種方式。這兩種方式都是利用操作人員實現(xiàn)對帶電作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行控制而完成相關(guān)的作業(yè)。簡單的來說，帶電作業(yè)機(jī)器人就是一項輔助工具，為了減少在實施的過程中對人的傷害?？偟膩碚f，在高空中操作帶電作業(yè)機(jī)器人能夠很好的觀察到機(jī)器人的工作情況，并且有效的執(zhí)行操作，同時，也沒有危險性的工作，直接提高了工作效率和質(zhì)量。

3.2 帶電作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點

針對日本的帶電作業(yè)機(jī)器人而言，他們最開始利用單手作業(yè)的方式，然后隨著技術(shù)的革新，才慢慢完善相關(guān)的技術(shù)，實現(xiàn)雙機(jī)械手操作。另外，其他國家也經(jīng)過一定時期的發(fā)展和借鑒，開始使用相同的技術(shù)。之后，經(jīng)過西班牙國家率先突破了機(jī)器人的發(fā)展，從而在一定程度上提高了帶電作業(yè)機(jī)器人的工作效率。除此之外，機(jī)械手的設(shè)計也比較靈活，例如：在操控機(jī)器人的設(shè)備中安裝有可控機(jī)構(gòu)，而且這個機(jī)構(gòu)是可以任意滑動的，這樣就增加了操作人員的活動范圍，使操作過程能夠增加準(zhǔn)確，減少了操作過程中的失誤。最后，帶電作業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點還體現(xiàn)在了自由度上，一般來說，帶電作業(yè)機(jī)器人的自由度主要有6個和7個兩種結(jié)構(gòu)。

3.3 帶電作業(yè)機(jī)器人的絕緣防護(hù)措施

總的來說，帶電作業(yè)機(jī)器人能否高效的完成作業(yè)主要取決于絕緣防護(hù)措施。當(dāng)前，國內(nèi)外現(xiàn)有的絕緣防護(hù)措施主要包括以下幾種：

（1）帶電作業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手臂是絕緣的，其中，日本的帶電作業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手臂絕緣要求lOOkV/5min，而西班牙的絕緣要求則是69KV，加拿大的腕部絕緣要求是50KV。

（2）就是帶電作業(yè)機(jī)器人工具的尖端帶有絕緣防護(hù)。

（3）帶電作業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂的軸之間是要有絕緣防護(hù)措施的。

例如，在日本，絕大部分的帶電作業(yè)機(jī)器人的制作材料都是絕緣的，這樣不僅增加了對機(jī)器人的保護(hù)作用，也在一定程度上減輕了機(jī)器人的制造成本和自身的重量。

雖然，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展為帶電作業(yè)機(jī)器人帶來了良好的發(fā)展基礎(chǔ)，但是，帶電作業(yè)機(jī)器人的發(fā)展并不是完美的，很多操作也是機(jī)器人不能夠完成的。因此，帶電作業(yè)機(jī)器人還存在著一定的局限性，需要進(jìn)步一的完善和革新。

4 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人發(fā)展的前景

為了提高帶電作業(yè)的安全性，逐漸創(chuàng)新發(fā)展了帶電作業(yè)機(jī)器人。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，也對帶電作業(yè)機(jī)器人提出了更多的要求，這些要求也是帶電作業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4.1 完善相關(guān)的防護(hù)措施

帶電作業(yè)的危險性不言而喻，為了促進(jìn)帶電作業(yè)有進(jìn)一步的發(fā)展，就不得不重新擬定發(fā)展戰(zhàn)略，明確帶電作業(yè)發(fā)展方向。而對于帶電作業(yè)來說，其安全性是首要問題，只要解決了帶電作業(yè)的安全性，就能在最大程度上突破危險性對作業(yè)的發(fā)展限制。因此，帶電作業(yè)需要完善相關(guān)的防護(hù)措施，不斷借鑒其他國家的經(jīng)驗和技術(shù)，制造和使用安全的絕緣防護(hù)措施，保障相關(guān)的操作人員的人身安全。

4.2 不斷優(yōu)化輔助設(shè)備，完善結(jié)構(gòu)

帶電作業(yè)是一項非常危險的工作，在這方面要想得到很大的突破還存在著一定的局限性，為了能夠更好的促進(jìn)帶電作業(yè)的發(fā)展，就必須積極使用輔助設(shè)備來完成相關(guān)的高危工作，突破局限性。因此，帶電作業(yè)機(jī)器人需要優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)的完善，這就要求了帶電作業(yè)機(jī)器人不能僅僅依靠人的動作來完成相應(yīng)的作業(yè)，還是要求帶電作業(yè)機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)智能自動化。因此，為了使機(jī)器人有更好的發(fā)展，需要將使機(jī)器人的結(jié)構(gòu)簡單化、規(guī)范化，并且價格更加合理。

4.3 帶電作業(yè)機(jī)器人的用途更加廣泛

帶電作業(yè)機(jī)器人有著比較明顯的特點，即工作周期不定。另外，帶電作業(yè)機(jī)器人作為一種輔助性設(shè)備工具，具有更多、可實施性的作用，而且能夠完成很多項工作，并且能夠在最大程度上節(jié)約時間、節(jié)約成本，以此來提高機(jī)器人的使用效率，從而增加相關(guān)的社會經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 帶電作業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)階段定位

由于當(dāng)前的帶電作業(yè)機(jī)器人具有鮮明的特點和獨特的優(yōu)勢，使帶電作業(yè)機(jī)器人被廣泛的運用，從而不斷的完善和提高機(jī)器人在作業(yè)使的使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。同時，積極培訓(xùn)操作人員的綜合素養(yǎng)，實現(xiàn)帶電作業(yè)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化，加強(qiáng)對機(jī)器人的技術(shù)跟蹤。

總而言之，在新形勢下，有著新的發(fā)展環(huán)境和挑戰(zhàn)，帶電作業(yè)機(jī)器人作為新興的高技術(shù)設(shè)備一定會得到廣泛的運用，在不僅的將來，一定會有越來越多的機(jī)器人投入到機(jī)械化活動中，這就意味著機(jī)器人的發(fā)展有一個良好的前景。

5 結(jié)束語

帶電作業(yè)技術(shù)是保障供電設(shè)備安全可靠運行的主要手段之一，也是保障電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的重要方式一致。目前，我國的帶電作業(yè)方式仍然存在著高風(fēng)險性，急需要有帶電作業(yè)機(jī)器人等專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的設(shè)備工具輔助完成作業(yè)，這不僅是高壓帶電工程發(fā)展的機(jī)遇也是一個新的挑戰(zhàn)。因此，隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)的餓供電企業(yè)不斷的完善自我，實現(xiàn)技術(shù)革新，不斷推出新技術(shù)即高壓帶電作業(yè)機(jī)器人，希望能夠在新的環(huán)境下，提高帶電作業(yè)的工作效率和質(zhì)量，從而提高安全性和經(jīng)濟(jì)效益，使供電企業(yè)能夠得到一個穩(wěn)定的發(fā)展。

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