CN105252536A - 带电作业机器人及其绝缘防护结构 - Google Patents

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谭理
杜银波
何国军
周庆
夏磊
孟宪
向洪
李柯
王光明
吴志清
李志勇
吴高林
姚强
石为人
甘建峰
王大洪
王成疆
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SMARTECH AVANCED RESEARCH SHENZHEN
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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SMARTECH AVANCED RESEARCH SHENZHEN
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本发明公开了一种带电作业机器人及其绝缘防护结构，其中，带电作业机器人的绝缘防护结构包括：工作斗，该工作斗为绝缘斗；与工作斗相连的伸缩臂，该伸缩臂为绝缘臂。本发明公开的带电作业机器人的绝缘防护结构，通过在工作斗为绝缘斗的基础上，将伸缩臂设计为绝缘臂，避免了因伸缩臂引发触电事故，有效提高了带电作业机器人的绝缘防护性能。

Description

带电作业机器人及其绝缘防护结构
技术领域
本发明涉及带电作业技术领域，更具体地说，涉及一种带电作业机器人及其绝缘防护结构。
背景技术
随着经济的发展，生活质量的提高，对供电持续可靠性要求的不断提高，要求配电网络实现不间断输电。配电网络中，电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。带电作业是避免检修停电，保证正常供电的有效措施。
具体地，带电作业是在高压电气设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法。带电作业的内容可分为带电测试、带电检查和带电维修等几个方面。带电作业的对象包括架空输电线路、配电线路和配电设备等。
带电作业的危险性和劳动强度较大，且人工带电作业存在一定的困难和局限性。因此，研发带电作业机器人对电力工业的长远发展有着重要意义。实现带电作业机器人作业，要求其具备绝缘防护功能，以保证安全性。目前，主要是将带电作业机器人的工作斗设计绝缘部件，以实现绝缘防护。但是，带电作业机器人的上装也较易发生触电问题，导致安全事故。
综上所述，如何设计带电作业机器人，以提高带电作业机器人的绝缘防护性能，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种带电作业机器人的绝缘防护结构，以提高带电作业机器人的绝缘防护性能。本发明的另一目的是提供一种具有上述绝缘防护结构的带电作业机器人。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带电作业机器人的绝缘防护结构，包括：工作斗，所述工作斗为绝缘斗；与所述工作斗相连的伸缩臂，所述伸缩臂为绝缘臂。
优选地，所述工作斗和所述伸缩臂的材料均为玻璃钢。
优选地，所述玻璃钢的密度为1.15～1.73kg/m3，拉伸强度为290.77～350.2MPa，变曲强度为330.06～495MPa，压缩强度216.58～367.2MPa，平行层击穿电压大于或者等于15KV，介电常数为4.7～5.2。
优选地，所述伸缩臂的外壁设有具有防潮性能、抗紫外线性能的涂层，所述伸缩臂的内壁设有憎水涂层。
优选地，所述工作斗为单斗双人型。
基于上述提供的带电作业机器人的绝缘防护结构，本发明还提供了一种带电作业机器人，该带电作业机器人包括绝缘防护结构，所述绝缘防护结构为上述任意一项所述的带电作业机器人的绝缘防护结构。
本发明提供的带电作业机器人的绝缘防护结构，通过在工作斗为绝缘斗的基础上，将伸缩臂设计为绝缘臂，避免了因伸缩臂引发触电事故，有效提高了带电作业机器人的绝缘防护性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构的主视图；
图2为本发明实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构的俯视图；
图3为本发明实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构的侧视图。
上图1-3中：
1为底架、2为转台、3为上装、4为伸缩臂、5为工作斗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，带电作业机器人主要包括：底架1，设于底架1上的转台2，设于转台2上的上装3，与上装3相连的工作斗4；其中，上装3包括工作臂，工作臂包括：与转台2相连的折叠臂、与折叠臂相连的基本臂、一端与基本臂相连且另一端与工作斗5相连的伸缩臂4。
本发明实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构，包括：工作斗5和伸缩臂4；其中，工作斗5为绝缘斗，伸缩臂4与工作斗5相连，且伸缩臂4为绝缘臂。
本发明实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构，通过在工作斗5为绝缘斗的基础上，将伸缩臂4设计为绝缘臂，避免了因伸缩臂4引发触电事故，有效提高了带电作业机器人的绝缘防护性能。
上述工作斗5为绝缘斗，伸缩臂4为绝缘臂，可通过多种材料制造。；例如，玻璃钢、塑料，绝缘树脂复合材料等。为了提高绝缘性能，同时保证强度，优先选择工作斗5和伸缩臂4的材料均为玻璃钢。其中，玻璃钢存在多种类型，优先选用性能优良的玻璃钢。具体地，玻璃钢的密度为1.15～1.73kg/m3，拉伸强度为290.77～350.2MPa，变曲强度为330.06～495MPa，压缩强度216.58～367.2MPa，平行层击穿电压大于或者等于15KV，介电常数为4.7～5.2。
为了提高绝缘防护性能，上述伸缩臂4的外壁设有具有防潮性能、抗紫外线性能的涂层，伸缩臂4的内壁设有憎水涂层。
上述工作斗5可单斗双人型，也可为双斗双人型。为了减少伸缩臂4的负荷，优先选择工作斗5为单斗双人型。工作斗5技术要求满足DL/T854—2004。工作斗5的工频耐压10kV/1min不击穿；泄漏电流≤300μA(10kV)；工作斗5的额定载荷单斗双人型200kg。工作斗5的绝缘表面平整、光洁，无凹坑、麻面现象。
上述实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构中，电气控制采用PLC控制，利用电池供电。包括转台2和底架电气系统以及平台电气系统(工作斗5的电气系统)。两个系统以平台电气系统为优先级，根据GB/T9465-2008(《高空作业车》)，当工作斗5上有人工作时，底架1上的控制工作斗5的平台功能禁用。同时配备了拖线控制盒，方便作业车移动及调整位置。
工作斗5的平台设有脚踏开关，当开关工作时，只可在平台上操作作业车，下控制台无法控制车辆，以保证工作斗5上人员安全。
进一步地，上述带电作业机器人的绝缘防护结构还包括：带电作业机器人的供电线路的变压器，该变压器为隔离变压器。该隔离变压器可以同时保证工作臂与地之间、两臂之间、工作臂与电源发电机之间的电气隔离，提高了绝缘性能。
上述带电作业机器人的绝缘防护结构中，车体上的电气设备也采用绝缘防护。另外，在抗电磁干扰问题上，控制系统(遥操作控制系统、伺服控制系统等)和部件之间采用屏蔽技术，并利用接地技术增加抗电磁干扰的能力。
上述实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构中，伸缩臂4的有效绝缘长度3.2m，工频耐压10kV/1min；整个带电作业机器人的泄漏电流≤500μA。绝缘臂符合美国国家ANSIA92.2标准中B类带电作业车要求。绝缘臂表面平整、光洁，无凹坑、麻面现象。
对上述伸缩臂4的绝缘性能进行实验，具体地，进行交流耐压实验和泄露电流实验。对于交流耐压实验，工作臂末端和平台之间的交流耐压实验，工作臂末端施加工频交流电压，平台接地。施加的工频交流电压如表1所示。对于泄露电流实验，工作臂和平台之间进行交流泄露实验时，其实验电极采用12.7mm的导电胶带设置，施加的工频交流电压值及泄露值见表1。
表1绝缘臂绝缘实验
对工作斗5的绝缘性能进行实验，具体地，工作斗5的交流耐压实验采用连续升压法升压，检测电极固定安装在工作斗5的外表面，实验应在有效绝缘区内进行。工作斗5的电气绝缘性能的实验电压和持续时间如表2所示，实验过程中不应有击穿、闪络和严重过热现象发生。实验电极一般采用12.7mm的导电胶带，施加的工频交流电压值、沿面距离及泄露值如表2所示。
表2工作斗绝缘实验
对具有上述带电作业机器人的绝缘防护结构的带电作业机器人进行绝缘实验，除对工作斗5、伸缩臂4外，对具有承受带电作业电压的胶皮管、液压油、光缆、平衡拉杆等的作业车，整车应进行交流泄露实验，其交流泄露值应不大于500μA。所加电压如表3所示。
表3整车绝缘实验
经过上述实验，验证了所设计的带电作业机器人的绝缘防护结构的可行性。在交流耐压实验过程中没有击穿、闪络和严重过热现象发生。交流泄露电流实验的泄漏电流都小于500μA。整个绝缘防护结构设计合理，防护性能可靠，操作简单方便。
基于上述实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构，本发明实施例还提供了一种带电作业机器人，该带电作业机器人包括绝缘防护结构，该绝缘防护结构为上述实施例所述的带电作业机器人的绝缘防护结构。
由于上述实施例提供的带电作业机器人的绝缘防护结构具有上述技术效果，本发明实施例提供的带电作业机器人具有上述带电作业机器人的绝缘防护结构，则本发明实施例提供的带电作业机器人也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种带电作业机器人的绝缘防护结构，包括：工作斗(5)，所述工作斗(5)为绝缘斗；其特征在于，还包括：与所述工作斗(5)相连的伸缩臂(4)，所述伸缩臂(4)为绝缘臂。
2.根据权利要求1所述的带电作业机器人的绝缘防护结构，其特征在于，所述工作斗(5)和所述伸缩臂(4)的材料均为玻璃钢。
3.根据权利要求2所述的带电作业机器人的绝缘防护结构，其特征在于，所述玻璃钢的密度为1.15～1.73kg/m3，拉伸强度为290.77～350.2MPa，变曲强度为330.06～495MPa，压缩强度216.58～367.2MPa，平行层击穿电压大于或者等于15KV，介电常数为4.7～5.2。
4.根据权利要求1所述的带电作业机器人的绝缘防护结构，其特征在于，所述伸缩臂(4)的外壁设有具有防潮性能、抗紫外线性能的涂层，所述伸缩臂(4)的内壁设有憎水涂层。
5.根据权利要求1所述的带电作业机器人的绝缘防护结构，其特征在于，所述工作斗(5)为单斗双人型。
6.一种带电作业机器人，包括绝缘防护结构，其特征在于，所述绝缘防护结构为权利要求1-5中任意一项所述的带电作业机器人的绝缘防护结构。
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