【摘 要】回顾超高压架空输电线路巡视的研究现状，分析巡线机器人无法普及的实际问题，详细探讨了巡线机器人巡视路径的实际模型等关键技术，最后，展望了架空线路巡线机器人的发展趋势和应用前景。
【关键词】输电线路；巡线机器人；巡视路径；实际模型
利用超高压架空输电线路是长距离输送电力的主要方式，电线及杆塔附件长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的缺陷就可能扩大，最终出现严重事故造成大面积的停电和巨大的经济损失，因此输电线路管理部门要定期对线路设备进行巡视，及时发现早期损伤和缺陷并加以评估，然后根据缺陷的轻重缓急，以合理的费用和正确的优先顺序，安排必要的维护和修复，从而确保供电可靠性。
1 巡线机器人的实际应用
目前对输电导线进行巡检的方法主要有两种：地面目测法：采用肉眼或望远镜对输电线路进行观测；直升飞机巡线：利用飞行器等对输电线路进行拍摄记录。
巡线机器人技术的发展为架空输电线路巡视提供了新的移动平台。巡线机器人能够以一定的速度沿输电导线或者避雷线爬行，并能跨越防震锤、线夹等障碍，利用携带的仪器对杆塔进行拍照、测温等工作，代替人工进行巡视工作，可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度，因此巡线机器人成为巡线技术研究的热点。
目前国内外研究巡视机器人都非常普遍，但是，为什么到目前为止，我们电网的地级供电局还在利用最基本的人工开展巡视输电线路呢？为什么这么多的巡线机器人研究都无法实施普及呢？
2 目前巡线机器人的几项关键技术
2.1 机械机构，目前机械原理和越障机构是巡线机器人的关键，这个关键问题在国内外很多研究中已经得到了很好的解决。
2.2 机器人电源，机器人电源可以用蓄电池、太阳能、汽油发动机等提供，就现在的技术蓄电池是续航能力最可行的。
2.3 通信技术，现行国内几家通信公司基本都可以实现3G、4G的无线传输通信，通信公司的无线通信技术也广泛的应用在供电局的设备传输上，所以信息传输是比较成熟的。
2.4 拍摄测量，拍照、拍摄、测量的设备是日新月异，巡线机器人的拍摄测量设备可以根据实际需要进行调整装配。
3 巡线机器人的现行困难
目前巡线机器人的研究，绝大部分的行走轨迹都定位在架空输电线路的导线或者避雷线上面，这样可以从上往下的拍摄测量到大部分的设备附件和线行状况。但是，从实际的运行经验分析，现在的实际架空输电线路的运行需要，除了杆塔和导线等设备及附件的巡视维护，还有管理控制线行下日趋严重的高杆植物和违章建筑，拍摄和测量导线和高杆植物、建筑物的照片及距离也非常需要，那么目前大量的巡线机器人研究都没有关注到这个关键问题，所以输电线路的管理部门也不需要这些研究结果去运用到实际。
由于输电线路处于野外，风吹日淋。一般的电子产品在这样的环境下难以得到充分的保护。目前对于架空线路巡线机器人的研究，均是让其长期处于避雷线上，有时甚至受到强大的雷电流侵蚀。导致巡线机器人的寿命极短，对它的投资得不到更好的收益。
由于巡线机器人长年处于避雷线上，对它的信息传输、电池维护、保养检修等多项工作都另外地增加了人工的工作量。增加了输电线路运行的安全风险。有些自动报警的甚至延长了故障的成型，造成更多的负面效果。
目前存在的巡线机器人都一直在避雷线上徘徊，因避雷线上存在着的线夹、防振锤、甚至耐张模塔上的大跨步，巡线机器人的跨越障碍成了其发展的瓶颈。消耗了大量的投资且没有实际应用效果。
4 巡视路径的实际模型
4.1 我们通过多年的输电线路管理经验，加上对巡线机器人的多次设想于模型实践，总结出一种比较符合实际运行的机器人巡线路径模型，走轨接地线巡线机器人。
4.1.1 该机器人运用于日常巡线拍照、测温等工作
机器人的控制系统可以利用现有的许多通信遥控系统进行改造或者单独开发，现有的技术不成问题。操作首先可以通过无线通信技术利用手机、平板电脑、PDA等多种媒介进行操控，简单方便快捷；其次也可以通过GPS定位，在系统中写入巡线路径，然后根据每一号杆塔的坐标实施定位开展工作任务。最好可以实现充足的人机对口，让人工通过简单的操作让机器人运行于不同线路上。甚至可以让人工根据每一次的需要，在某点增加某角度拍照数量，拉焦照片等。等于让机器人的运行方式有了不断提升的空间。
4.1.3 能源供应续航问题
首先，因为利用夹轮在避雷线和走轨上运行，所以夹带蓄电池提供能源供应，重量和容量都相对可以提高，而且还可以携带太阳能供电板加强能源供应。其次，我们的工作模式是每天收回充电，所以不需要考虑其它长期问题。现在普遍应用的锂电池完全满足我们的工作需要。
4.1.4 测量仪器的携带 在机器人上面可以装备三类型的测量仪器，首先是拍摄用的相机，因为是到达杆塔横担进行拍照，目前的主流相机像素都可以满足需求；其次是监控摄像，可以使用监控用的360度转角进行人工操控巡视；最后是再携带一个小型的测温头，在横担上对金具等进行测温。以上就基本满足了日常巡线的需求了。
4.2 着重说明下该巡线机器人的设备经济投入
4.2.1 机器人设备投入和操控系统投入是重点，可以根据科技项目的限制控制在一定范围内。
4.2.2 避雷线是任何一条架空输电线路必备的，由避雷线运动可以实现。
4.2.3 杆塔防坠走轨，目前大约5%的杆塔安装有防坠走轨，而且正在继续的扩大使用范围中，只需要部分转接头进行投入。
4.2.4 操控可以先使用最普遍的手机或者PDA进行控制，也得以实现。
4.3 实际模型的优点列举
4.3.1 这样的机器人，可以每天由人工于N1放置，当天回收。
4.3.2 电池问题得到了完美的解决：因为其移动系统处于走轨与避雷线上，所需动能不大，而走轨与避雷线的承受能力不在乎增加电池的重量。所以，我们可以通过实验确定其电量，一般来说，每天能走50座杆塔，已经可以代替一个班组的人工工作量！
4.3.3 巡视效果比人工巡视更加到位――绝对到位。我们设定的走轨，在一开始便已经可以让其在杆塔上直视导线挂点、弧垂点、以及各个受力危险点、电气危险点。
4.3.4 机器人采用更方便的人机接口，如通过wifi连接app对其进行设置等。让人工可以便捷地对其工作进行实时调整，不会完全抛弃人工宝贵的运行经验。
照片采集实时性，及时性。人工每天放置机器人，当天回收并收录照片数据。及时对其进行判断分析，使输电线路运行工作得到了充分的保证。
4.3.5 所需机器人数量极少。虽然我们使用的行轨增加了此项目的投资。但我们的机器人工作方式，几乎让每一个输电管理所只需少量的机器人便可以充分的完成巡视工作：每个机器人最少每天50支杆塔。可以应用于所有装有轨道的输电线路上。
4.3.6 我们研究发现，避雷线上存在着的障碍物一般都靠近杆身。我们只需将机器人的走轨延伸到障碍物外直接与避雷线相接。巡线机器人只需要一种变轨模式便可以完美解决目前一直制肘的问题。这将是一个经济、实用、可行的巡线机器人。
5 结语
如果世界和国内多年的巡线机器人研究结果能够付诸实际，运用于最基本的架空输电线路运行管理，那可以减少非常多的人力物力和提高非常大的工作效率，大量的减少人工的潜在危险性。也希望可能研究出运用于检修工作的检修机器人、清扫机器人等等。
参考文献：
[2]王路丹，王宏光，方丽金，赵明阳.基于专家系统的巡线机器人越障控制.
[3]吴功平等.高压输电线路检修作业机器人的开发及应用，2012.
