陳振宇 鄒德華 彭沙沙 肖宏峰 蔣智鵬

10kV配電網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人及其作業(yè)臂絕緣分析

陳振宇1,2鄒德華1,2彭沙沙1,2肖宏峰1,2蔣智鵬1,2

（1. 智能帶電作業(yè)技術(shù)及裝備（機(jī)器人）湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司輸電檢修分公司），湖南 衡陽(yáng) 420100； 2. 帶電巡檢與智能作業(yè)技術(shù)國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)驗(yàn)室（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司輸電檢修分公司），湖南 衡陽(yáng) 420100）

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)于用電的要求越來(lái)越高，配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)末端，必須保證其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)不停電檢修10kV配電網(wǎng)線路，滿足各種復(fù)雜情況下的帶電作業(yè)需求，本文設(shè)計(jì)一種可快速更換作業(yè)臂的帶電作業(yè)機(jī)器人，介紹其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)描述帶電作業(yè)機(jī)器人整體的絕緣設(shè)備，包括絕緣斗、無(wú)線傳輸臺(tái)及作業(yè)臂。為驗(yàn)證機(jī)器人作業(yè)臂的絕緣性能，通過(guò)ATP-EMTP仿真軟件，建立10kV配電網(wǎng)線路模型，仿真計(jì)算帶電作業(yè)機(jī)器人在線路正常運(yùn)行情況下，添加絕緣段與未添加絕緣段時(shí)作業(yè)臂上的電壓與泄漏電流大小。結(jié)果表明，在未添加絕緣段時(shí)，作業(yè)臂上的電壓及泄漏電流會(huì)對(duì)作業(yè)人員安全造成威脅；添加1cm尼龍材料絕緣段后，作業(yè)臂上電壓為0.4mV，泄漏電流為0.4mA，遠(yuǎn)小于帶電作業(yè)的安全規(guī)定限值。

配電網(wǎng)；帶電作業(yè)；作業(yè)臂；ATP-EMTP

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，用戶對(duì)電能的需求日益增長(zhǎng)，這對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。作為電力系統(tǒng)的最后環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)直接將電能輸送到各個(gè)用戶處[1-2]，起著不可或缺的作用，其安全穩(wěn)定的運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)至關(guān)重要[3-5]。

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)檢修、作業(yè)都是由人工操作，其工作時(shí)間長(zhǎng)、效率低[6-8]，并且高壓線路產(chǎn)生的高強(qiáng)度磁場(chǎng)和電場(chǎng)會(huì)對(duì)作業(yè)人員的安全造成巨大的威脅。為提高帶電作業(yè)的效率和安全性，減少作業(yè)人員的潛在危險(xiǎn)，自20世紀(jì)80年代開(kāi)始，許多國(guó)家對(duì)帶電作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行研究[9-11]，如美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有許多學(xué)者對(duì)帶電作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[12]對(duì)帶電作業(yè)更換防振錘進(jìn)行了分析，并針對(duì)人工更換線路防振錘工作效率低、強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，研制了一種通用性較強(qiáng)的帶電更換防振錘機(jī)器人，且其具有雙作業(yè)末端、易于拓展。文獻(xiàn)[13]設(shè)計(jì)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的四臂移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人，可通過(guò)遠(yuǎn)程操作實(shí)現(xiàn)引流板螺栓緊固作業(yè)，其采用雙臂聯(lián)動(dòng)的控制算法，不僅在Matlab仿真軟件中對(duì)其機(jī)械手臂進(jìn)行了多方向的姿態(tài)跟蹤分析，而且在實(shí)際高壓線路中進(jìn)行了試驗(yàn)。文獻(xiàn)[14]詳細(xì)介紹了一種全自主巡檢機(jī)器人的各項(xiàng)技術(shù)原理，研發(fā)了具有自主定位、越障、故障診斷和巡檢技術(shù)的高壓線路巡檢機(jī)器人，并進(jìn)行了高壓線路的實(shí)地試驗(yàn)，成功完成了500kV帶電運(yùn)行時(shí)的輸電線路巡檢。

本文主要從帶電作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，介紹一種可快速更換作業(yè)末端的帶電作業(yè)機(jī)器人，并詳細(xì)分析其絕緣防護(hù)裝置。通過(guò)ATP-EMTP仿真軟件，搭建10kV配電網(wǎng)線路模型，仿真計(jì)算作業(yè)機(jī)械臂在帶電作業(yè)時(shí)的電壓和泄漏電流，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析。

1 帶電作業(yè)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)

目前絕大多數(shù)的帶電作業(yè)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其整體包括升降絕緣臂、液壓機(jī)械臂、機(jī)器人操作平臺(tái)、絕緣斗和旋轉(zhuǎn)器等裝置，在機(jī)器人帶電作業(yè)的過(guò)程中，操作人員必須時(shí)刻掌控機(jī)器人的整體運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。

機(jī)器人帶電作業(yè)時(shí)，應(yīng)有1～2名操作人員在絕緣斗內(nèi)，隨機(jī)器人一起升至線路作業(yè)處，操作人員以主手控制器對(duì)機(jī)器人進(jìn)行嚴(yán)控操作，保證人員與高壓電路具有一定的安全距離。在高空操作時(shí)，以絕緣斗和絕緣手套等裝置作為防護(hù)裝置，可實(shí)時(shí)近距離觀察機(jī)器人的作業(yè)情況，降低了作業(yè)人員的操作難度，提高了機(jī)器人帶電作業(yè)的效率。

圖1 帶電作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及配電網(wǎng)線路

機(jī)器人在帶電檢修時(shí)需要用到多種工具，如電動(dòng)剝皮器、J型線夾更換裝置等，傳統(tǒng)作業(yè)中都需要作業(yè)人員進(jìn)行手動(dòng)更換，效率較低，本文所設(shè)計(jì)的機(jī)器人可快速更換作業(yè)末端裝置，如圖2所示。

圖2 可快速更換作業(yè)末端裝置的機(jī)器人

進(jìn)行作業(yè)時(shí)，第一步，先將機(jī)械臂末端連接套安裝于絕緣操作桿末端，并將各作業(yè)末端分別安裝于對(duì)應(yīng)的作業(yè)末端連接套下；第二步，通過(guò)機(jī)械手操控機(jī)械臂末端連接套插入作業(yè)末端連接套內(nèi)；第三步，起動(dòng)動(dòng)力源，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞至開(kāi)合元件，使開(kāi)合元件轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖緊機(jī)械臂末端連接套和作業(yè)末端連接套，形成作業(yè)裝配體，即可開(kāi)展作業(yè)。作業(yè)完成后，操控機(jī)械臂使作業(yè)裝配回位，再起動(dòng)動(dòng)力源，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞至開(kāi)合元件，從而使開(kāi)合元件反向轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械臂末端連接套和作業(yè)末端連接套分離，即可操控絕緣操作桿回位，準(zhǔn)備下一作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)絕緣操作桿與不同工器具之間快速更換，減少需要的時(shí)間，提高工作效率，且無(wú)需作業(yè)人員登高操作，便于實(shí)現(xiàn)遙控作業(yè)。

2 帶電作業(yè)機(jī)器人絕緣防護(hù)

根據(jù)帶電作業(yè)安全的規(guī)定[15-17]，當(dāng)操作人員對(duì)線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，流經(jīng)人體的電流不得超過(guò)1mA并且必須確保作業(yè)人員與帶電線路之間有一定的距離，以避免電力系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)造成的閃絡(luò)放電危害作業(yè)人員安全[18-19]。

2.1 絕緣斗

當(dāng)帶電作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行高壓線路檢修時(shí)，首先需要通過(guò)絕緣斗將操作人員搭載至作業(yè)高空處，絕緣斗不僅起到承載作業(yè)人員的作用，而且能夠防止高壓線路中的大電流侵入機(jī)器人的內(nèi)部系統(tǒng)，因此絕緣斗必須具有很強(qiáng)的絕緣能力。通過(guò)對(duì)目前相關(guān)絕緣材料的研究與試驗(yàn)，大部分材料都能達(dá)到絕緣斗在絕緣方面的要求。其中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（fiber reinforced plastic, FRP）與聚乙烯絕緣材料具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 絕緣斗材料參數(shù)

2.2 無(wú)線傳輸臺(tái)

在作業(yè)人員與機(jī)器人對(duì)高壓線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，為全面確保作業(yè)人員的人身安全，會(huì)采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人作業(yè)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)，防止高壓線路電流通過(guò)機(jī)器人控制回路對(duì)操作人員的安全造成危害。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸臺(tái)也必須具有較高的絕緣水平，其正常運(yùn)行時(shí)可收集各類信息，能夠保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及作業(yè)人員的安全。

2.3 機(jī)器人作業(yè)臂

在機(jī)器人進(jìn)行高壓電路帶電作業(yè)時(shí)，機(jī)器人作業(yè)末端會(huì)安裝夾具，對(duì)線路故障進(jìn)行處理，并固定好線纜，如圖3所示。

為防止線路電流通過(guò)機(jī)器人作業(yè)臂侵入整個(gè)系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)通常會(huì)設(shè)置一段尼龍材料的絕緣段，以保證作業(yè)臂具有足夠的絕緣強(qiáng)度，如導(dǎo)線剝皮裝置，絕緣長(zhǎng)度通常設(shè)置5cm左右，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中，機(jī)器人通常會(huì)設(shè)置多個(gè)自由端的懸臂，可以完成多種情況下的帶電作業(yè)。每個(gè)懸臂上都會(huì)安裝相應(yīng)的夾具，為避免在帶電作業(yè)過(guò)程中不同懸臂間產(chǎn)生相電壓，在制造的過(guò)程中通常會(huì)在懸臂上涂絕緣涂料，以確保懸臂具有足夠的絕緣強(qiáng)度。

圖3 機(jī)器人作業(yè)臂運(yùn)行

圖4 導(dǎo)線剝皮裝置

3 計(jì)算參數(shù)及模型

3.1 線路參數(shù)及桿塔模型

本文通過(guò)采用ATP-EMTP中的LCC架空線路模塊搭建10kV配電線路模型，并進(jìn)行計(jì)算。模型中選用型號(hào)為L(zhǎng)GJ—120/25的輸電線路，其具體線路參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 10kV配電網(wǎng)線路具體參數(shù)

桿塔模型主要有三種形式：多波阻抗模型、單一波阻抗模型及集中參數(shù)電感模型。對(duì)于超、特高壓線路桿塔，通常選擇多波阻抗模型。10kV配電網(wǎng)線路桿塔通常不會(huì)高于20m，且多數(shù)為無(wú)拉線鋼筋混凝土單桿，故在仿真計(jì)算時(shí)，應(yīng)選擇集中參數(shù)電感模型。

3.2 絕緣子模型

在搭建10kV配電網(wǎng)線路模型時(shí)，可使用ATP- EMTP軟件中的TACS壓控開(kāi)關(guān)來(lái)替代絕緣子，通過(guò)調(diào)整開(kāi)關(guān)的關(guān)斷時(shí)間和電壓幅值來(lái)等效絕緣子的性能。

3.3 避雷器模型

目前，大多數(shù)配電網(wǎng)線路均采用氧化鋅避雷器。ZnO電阻閥片良好的非線性伏安特性使其具有較強(qiáng)的防雷能力。在ATP-EMTP中進(jìn)行配電網(wǎng)仿真計(jì)算時(shí)，通常采用型號(hào)為YH5WS—10/35的氧化鋅避雷器。

3.4 作業(yè)臂及模型搭建

帶電作業(yè)機(jī)器人作業(yè)臂主要由金屬器具與絕緣材料構(gòu)成，本文僅對(duì)作業(yè)臂在配電線路帶電運(yùn)行下的絕緣性能進(jìn)行分析，故僅計(jì)算其在線路運(yùn)行時(shí)的電流與電壓。通過(guò)式（1）可計(jì)算得到一定長(zhǎng)度下尼龍材料的電阻值。

在ATP-EMTP中用等效電阻進(jìn)行仿真計(jì)算，尼龍材料特性見(jiàn)表3。模型中，共建立10基桿塔進(jìn)行仿真計(jì)算，配電網(wǎng)線路單基桿塔模型如圖5所示。

表3 尼龍材料特性

圖5 配電網(wǎng)線路單基桿塔模型

4 作業(yè)臂絕緣仿真計(jì)算

作業(yè)人員在進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，可能會(huì)接觸到作業(yè)臂的首端，為確保作業(yè)臂的絕緣段長(zhǎng)度能夠?qū)⑶秩氲男孤╇娏飨拗圃?mA以下以保證作業(yè)人員的安全，需要對(duì)其材料的絕緣性能進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)仿真計(jì)算確保作業(yè)臂具有足夠的絕緣距離。模型中，三相交流電源電壓取14.14kV，頻率為50Hz。

4.1 交流耐壓計(jì)算

通過(guò)ATP-EMTP仿真軟件，計(jì)算無(wú)絕緣和添加絕緣材料時(shí)的作業(yè)臂電壓值。大量數(shù)據(jù)分析證明，人體的等效電阻值為2 000W左右，在仿真計(jì)算中通常取1 700W作為理論值。對(duì)于絕緣材料，本文選用電阻率為1012W·m、長(zhǎng)為1cm、半徑為4cm的尼龍材料，計(jì)算出其阻值，用等效電阻替代。交流電壓值計(jì)算結(jié)果如圖6所示。

圖6 交流電壓值計(jì)算結(jié)果

通過(guò)仿真計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)作業(yè)臂沒(méi)有添加絕緣段時(shí)，在對(duì)帶電運(yùn)行的配電網(wǎng)線路進(jìn)行作業(yè)時(shí)，會(huì)在人體等效電阻上產(chǎn)生453V左右的電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體的安全電壓限值36V，且其數(shù)值沒(méi)有明顯的變化，較為穩(wěn)定；當(dāng)在作業(yè)臂上添加阻值為1010W的絕緣段后，帶電作業(yè)時(shí)作業(yè)臂上的電壓僅為0.4mV左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體安全電壓的限值，具有較強(qiáng)的保護(hù)作用。從安全角度考慮，絕緣段的長(zhǎng)度越長(zhǎng)其絕緣能力越強(qiáng)，但從經(jīng)濟(jì)及工藝手段等方面綜合分析，絕緣段不宜過(guò)長(zhǎng)，本文仿真的絕緣段為1cm尼龍材料的作業(yè)臂電壓值，已滿足電壓保護(hù)的要求。

4.2 泄漏電流試驗(yàn)

分別計(jì)算作業(yè)臂在對(duì)10kV配電網(wǎng)線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，無(wú)絕緣段和添加絕緣段情況下的泄漏電流。為確保作業(yè)臂絕緣長(zhǎng)度的可靠性，使作業(yè)人員接觸作業(yè)臂時(shí)，不會(huì)存在電流侵入的危險(xiǎn)，須對(duì)作業(yè)臂帶電作業(yè)時(shí)的泄漏電流進(jìn)行仿真計(jì)算。國(guó)網(wǎng)帶電作業(yè)規(guī)定，侵入人體的電流值必須小于0.1mA。泄漏電流計(jì)算結(jié)果如圖7所示。

圖7 泄漏電流計(jì)算結(jié)果

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，若沒(méi)有添加絕緣段，在作業(yè)臂對(duì)10kV線路進(jìn)行帶電作業(yè)時(shí)，其泄漏電流值可達(dá)4.53A，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人體所能承受安全電流10mA；若添加阻值為1010W的尼龍材料作為絕緣段，可以將作業(yè)臂帶電作業(yè)時(shí)的泄漏電流限制在0.4mA左右，足以保證作業(yè)人員的安全。

5 結(jié)論

為應(yīng)對(duì)10kV配電網(wǎng)帶電檢修的各種復(fù)雜狀況，本文介紹了一種可快速更換作業(yè)末端的帶電作業(yè)機(jī)器人，并詳細(xì)描述了其絕緣保護(hù)設(shè)備，以確保帶電作業(yè)時(shí)作業(yè)人員的安全。

利用ATP-EMTP建立10kV配電線路模型，通過(guò)仿真計(jì)算可知，該機(jī)器人在線路帶電運(yùn)行時(shí)，其作業(yè)臂無(wú)絕緣段時(shí)，會(huì)產(chǎn)生453V的電壓和4.53A的泄漏電流，嚴(yán)重威脅作業(yè)人員安全。當(dāng)在作業(yè)臂上添加長(zhǎng)度為1cm的尼龍材料時(shí)，作業(yè)臂上的電壓值和泄漏電流值都遠(yuǎn)小于人體安全規(guī)定的限值。本文所設(shè)計(jì)的機(jī)器人作業(yè)臂絕緣長(zhǎng)度為5cm，可使作業(yè)臂的絕緣性能滿足帶電作業(yè)的安全規(guī)定。

[1] HUANG Chengfu. System reliability for a multi-state distribution network with multiple terminals under- stocks[J/OL].Annals of Operations Research, https:// doi.org/10.1007/s10479-020-03546-3.

[2] ZHANG Yuan, LI Shaoyuan, ZHENG Yi, et al. Multi- model based pressure optimization for large-scale water distribution networks[J]. Control Engineering Practice, 2020, 95: 104232.

[3] POULIOT N, MUSSARD D, MONTAMBAULT S. Localization and archiving of inspection data collected on power lines using LineScout technology[C]// Applied Robotics for the Power Industry (CARPI), 2012:197-202.

[4] MOREIRA P L F. Sistema robótico para inspe??o de linhas aéreas de transmiss?o de energia elétrica[D]. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE, 2008.

[5] CHITHAMACHARYULU P V, SASHANKA D P, KIRAN G U, et al. Design of automated hotline maintenance robot using haptic technology[J]. Inter- national Journal of Scientific and Research Pub- lications, 2014, 4(1): 1-6.

[6] TUNGPATARATANAWONG S, OHISHI K, MIYAZAKI T. Robust motion control of industrial robot based on robot parameter identification and feedforward control considering resonant frequency[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 2005, 125(6): 568-574.

[7] TSUKAHARA K, TANAKA Y, HE Y, et al. An experimental robot system for power distribution line maintenance robots-system architecture and bolt insertion experiment[C]//IEEE/RSJ International Con- ference on Intelligent Robots and Systems, 2008: 1730-1736.

[8] 魯守銀, 馬培蓀, 戚暉, 等. 高壓帶電作業(yè)機(jī)器人的研制[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2003, 27(17): 56-58.

[9] 趙玉良, 李運(yùn)廠, 戚暉, 等. 高壓線路帶電作業(yè)智能化自動(dòng)工具研究[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化, 2012(3): 12-14.

[10] 宋屹峰, 王洪光, 李貞輝, 等. 面向斷股補(bǔ)修作業(yè)任務(wù)的電力機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 智能系統(tǒng)學(xué)報(bào), 2017, 12(1): 1-7.

[11] 宋屹峰, 王洪光, 王慧剛, 等. 基于視覺(jué)方法的輸電線斷股檢測(cè)與機(jī)器人行為規(guī)劃[J]. 機(jī)器人, 2015, 37(2): 204-211.

[12] 周展帆, 嚴(yán)宇, 鄒德華, 等. 高壓輸電線路帶電更換防振錘機(jī)器人的研制[J]. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào), 2020, 35(2): 178-183.

[13] 江維, 吳功平, 樊飛, 等. 高壓線路四臂移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人BP網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)控制[J]. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016, 37(11): 1530-1535.

[14] 彭向陽(yáng), 吳功平, 金亮, 等. 架空輸電線路智能機(jī)器人全自主巡檢技術(shù)及應(yīng)用[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2017, 11(4): 14-22.

[15] 歐乃成, 李穩(wěn), 鄒德華, 等. 具有快速上下線功能的帶電作業(yè)機(jī)器人[C]//2015帶電作業(yè)技術(shù)會(huì)議, 2015: 28-33.

[16] 王秋杰, 金濤, 譚洪, 等. 基于分層模型和智能校驗(yàn)算法的配電網(wǎng)故障定位技術(shù)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2018, 33(22): 5327-5337.

[17] 許寅, 和敬涵, 王穎, 等. 韌性背景下的配網(wǎng)故障恢復(fù)研究綜述及展望[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2019, 34(16): 3416-3429.

[18] 詹啟帆, 李天友, 蔡金錠. 配電網(wǎng)高阻接地故障檢測(cè)技術(shù)綜述[J]. 電氣技術(shù), 2017, 18(12): 1-7.

[19] 邵嶽. 基于Kharitonov理論的巡檢機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)魯棒控制[J]. 電氣技術(shù), 2018, 19(4): 19-27.

Insulation analysis of live working robot and its working arm in 10kV distribution network

CHEN Zhenyu1,2ZOU Dehua1,2PENG Shasha1,2XIAO Hongfeng1,2JIANG Zhipeng1,2

(1. Intelligent Live Operation Technology and Equipment (Robot) Hu’nan Provincial Key Laboratory (State Grid Hu’nan Transmission Maintenance Company), Hengyang, Hu’nan 420100; 2. Live Inspection and Intelligent Operation Technology State Grid Corporation Laboratory (State Grid Hu’nan Transmission Maintenance Company), Hengyang, Hu’nan 420100)

With the continuous development of China’s power system, the user’s demand for electricity is higher and higher. As the terminal of power system, the distribution network must ensure its stable and reliable operation. In order to realize the maintenance of 10kV distribution network lines without power cut and meet the requirements of live working under various complicated conditions, this paper proposes a live working robot which can quickly replace the working arm, introduces its overall structure design, and describes the overall insulation equipment of the live working robot in detail, including insulating bucket, wireless transmission platform and working arm. In order to verify the insulation performance of the robot arm, a 10kV distribution network line model is established by using ATP-EMTP simulation software. The voltage and leakage current of the live working robot with and without insulation section are simulated and calculated under the normal operation of the line. The resultsshow that the voltage and leakage current on the working arm will cause danger to the safety of operators when the insulation section is not added; the voltage on the working arm is 0.4mV and the leakage current is 0.4mA after adding 1cm nylon material, which is far less than the safety limit of live working.

distribution network; live working; working arm; ATP-EMTP

2021-03-05

2021-03-30

陳振宇（1990—），男，湖南省長(zhǎng)沙市人，本科，助理工程師，研究方向?yàn)檩斉潆娺\(yùn)檢技術(shù)及工器具研究。