建设坚强输电网络 发展智能检修技术

目前国内外远距离输电仍以架空输电线路为主，因此输电线路是电力系统传输电能的主要元件，这就犹如人体的血管。这些构建电网基础的架空线路在长期野外运行过程中，腐蚀、雷击、舞动、风振、覆冰跳跃闪络及各种不可预知的外力作用会导致输电导线断股等损伤。

为保证整个电力系统的安全运行和电能的可靠供给，对输电线路的进行定期巡检是其状态检修的主要环节，是电力部门的主要工作任务之一，是输电线路维修决策的前提和先决条件，先“检”才能“修”。

随着超特高压输电网络的建设发展，输电电压等级越来越高，伴随而来的是档距越来越大，地理位置环境越来越复杂，其结果是输电线路状态评估与检修难度越来越大。目前，导线断股检测主要采用人工巡视，也有采用直升机巡线的。人工巡视准确性低、劳动强度大，而直升机巡线成本高、危险性大，国内外均有直升机巡视坠毁的报道。随着智能技术的发展，智能化的状态检修技术已经成为输电线路的前沿科学之一，也是智能电网技术发展的方向之一，利用巡线机器人对输电线路进行检修成为国内外相关领域的研究热点。

现有输电线主要是钢芯铝绞线，钢芯铝绞线的钢芯对导线自身起机械支撑作用，就像人体的骨骼。由于钢芯是包裹在数层铝绞线之内，一般的目视巡检，甚至运用紫外、红外等先进设备都无法检测出这种“骨癌性”损伤。发表在2011年第19期《中国电机工程学报》上的《应用小生境遗传算法优化导线钢芯断股漏磁检测传感器》开发设计了集成于巡线机器人上的可拆卸式、用于检测输电导线钢芯断股的传感器。

该文在国家重点基础研究发展计划(973计划)支持下，由重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室从事高电压/输电线路方面研究工作的蒋兴良教授及其博士研究生夏云峰完成。该文提出利用巡线机器人对输电线路进行检测的主要手段就是根据输电线路组成部件的特点，尽可能多地利用各类传感器对输电线路各元件进行检测。

然而由于传感器本身有一定的质量，且巡线机器人和输电线路导线本身能够承受的质量有限，因此有效降低巡线机器人本体结构质量、提高巡线机器人携载能力是巡线机器人包括检测传感器技术公关点之一，该文即针对此展开研究。根据输电导线的结构特征及其钢芯断股检测的实际技术难题，研制了一种利用永磁体对导线钢芯进行周向均匀磁化、并用周向霍尔元件阵列检测钢芯断股信号的漏磁传感器，通过建立传感器磁路参数的优化设计模型，将广泛引用于非线性、多变量优化问题的遗传算法应用于巡线机器人携带的导线钢芯断股漏磁检测，在满足对导线钢芯磁化强度要求下，传感器的质量显著降低，并有效提高了巡线机器人的携载能力。该研究成果提出的输电线路钢芯断股检测传感器型式及其参数优化模型，可应用于各种规格型号的钢芯铝绞线和架空地线断股检测漏磁传感器的优化设计。