基于数字X射线成像的高压线探伤巡检机器人*

高 源，宋光明，李松涛，甄富帅，陈大兵，宋爱国

(1.东南大学 仪器科学与工程学院/生物电子学国家重点实验室/江苏省远程测控技术重点实验室，江苏 南京210096；2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏 南京 211103)

0 引 言

碳纤维复合芯软铝(aluminum conductor composite core,ACCC)导线(碳纤维导线)是在我国电力系统中得到广泛应用的新型导线。但是，碳纤维导线内部易受弯折损伤，易造成导线强度失效而断裂，对人民群众的用电安全造成巨大影响。电力巡检机器人技术经过多年的发展已经较成熟，能够替代人工完成巡视[1～5]、维护[6～11]、探伤[12～14]等多种任务。其中，探伤机器人多采用电涡流、磁通量等检测方法。例如，加拿大IREQ 的Pouliot N等人[12]设计的Line Core使用电涡流检测钢芯铝绞线内腐蚀状况。但由于碳纤维导线的碳纤维芯没有电磁特性，无法使用常规方法进行探伤。

射线探伤是无损探伤领域一种常用手段，但由于射线探伤系统体积大、重量大，国内外少有对已在网运行的导线进行射线探伤的设备。文献调研后，仅发现日本筑波科技设计的便携式X射线检查装置[14]对钢芯铝绞线内部断裂进行探伤，对架空导线的射线探伤的可行性进行了验证，但由于其结构无法跨越任何障碍，限制了其应用范围。

本文以碳纤维导线为检测对象，设计了一种基于数字X射线成像(DR)的探伤机器人。为满足探伤机器人从事特种任务的可靠性需求，设计了一种冗余控制系统，从控制核心、供电系统、通信系统等方面提高机器人控制系统的可靠性和稳定性。……