Q_3201 YJHKJ 008-201910kV架空线路带电作业机器人

Q

亿嘉和科技股份有限公司企业标准

Q/3201 YJHKJ 008-2019 10kV架空线路带电作业机器人

2019-11-13发布2019-11-23实施

亿嘉和科技股份有限公司发布

目次

前言............................................................................ II

1 范围 (1)

2 规范性引用文件 (1)

3 术语和定义 (1)

4 分类与标记 (2)

5 基本参数 (2)

6 要求 (3)

7 试验方法 (6)

8 检验规则 (7)

9 标志、包装、运输及贮存 (8)

附录A 带电作业试验 (9)

前言

本标准按GB/T 20001.10-2014《标准编写规则第10部分：系统标准》的规则进行编写。

本标准的性能是根据产品本身特性及客户的需求而制定。

本标准贯彻执行了国家强制性标准GB 4943.1－2011《信息技术设备安全第1部分：通用要求》的有关规定。

本标准由亿嘉和科技股份有限公司提出并负责起草。

本标准起草人：程敏、金锐、冯海东、张晋博、林欢、李闯、万杰、云奔、李栗、滕轩、曲谛、张龙、王锋、毛成林、项导。

本标准于2019年11月首次发布。

10kV架空线路带电作业机器人

1范围

本标准规定了10kV架空线路带电作业机器人的分类与标记、基本参数、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。

本标准适用于10 kV架空配电线路的剥线、穿线、搭线、紧固线夹等带电作业任务的带电作业机器人（以下简称机器人）。有特殊要求按合同执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191-2008 包装储运图示标志

GB/T 2423.1-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温

GB/T 2423.2-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温

GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）

GB/T 4208-2017 外壳防护等级（IP代码）

GB/T 2900.55 电工术语带电作业

GB/T 12643 机器人与机器人装备词汇

GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

GB/T 14286 带电作业工具设备术语

GB/T 16927.1-2011 高电压试验技术第1部分：一般定义及试验要求

GB/T 17626.2-2018 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

GB/T 17626.3-2016 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

GB/T 17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

3术语和定义

GB/T 2900.55、GB/T 12643、GB/T 14286中界定的及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

10kV架空线路带电作业机器人robot for live working of 10kV overhead distribution line

由承载平台、作业机械臂、操控系统等部分组成，配合专用作业工具，通过遥控或全自主模式辅助或替代工作人员开展10kV架空线路带电作业的机器人。

3.2

承载平台loading platform

用于承载作业机械臂、操控系统及附件的平台。

3.3

作业机械臂operating arm

用于接驳专用作业工具，完成特定作业工序的机械机构。

3.4

操控系统manipulating system

用于控制机器人完成作业任务的控制单元。

3.5

专用作业工具specificoperating tools

机器人完成不同作业项目所配套使用的作业装置，以及完成多个作业步骤的作业装置，如剥线器、抓线器、线夹工具等。

3.6

监控系统monitoringsystem

由计算机、通讯设备、监视器、监控分析软件和数据库等组成，为操控系统、机器人操作员实时反馈作业现场信息的系统。监控信息包括作业位姿、温湿度、风速等信息。

4分类与标记

4.1 分类

4.2.1 机器人按更新代号分类：用0、1、2、……9阿拉伯数字表示。

4.2.2 机器人按设计序号分类：用2位阿拉伯数字表示。

4.2 标记

机器人的型号标记方法表示如下：

Z □□

设计代号

更新代号

机器人代号

示例：

设计序号为00、更新代号为1的机器人表示为：Z100。

5基本参数

5.1组成及主要参数

机器人由承载平台、作业机械臂、操控系统等部分组成，基本参数见表1。

表1 主要参数

项目参数

绝缘杆长度，mm ≥500

3D激光雷达视场角度俯仰视场：30°、全向360°视场

全景相机视场角度俯仰视场：109°、水平视场：330°

机械臂数量，个 2

机械臂自由度，轴 6

机械臂臂展，m ≥ 1.3

机械臂末端负载，kg ≥10

无线通信频段，GHz 2.4、5

机器人本体（不含绝缘斗）重量，kg ≤210

5.2使用环境

机器人正常工作条件如下：

a)环境温度：0℃～40℃；

b)相对湿度：5%～80%；

c)风速：不超过10.8m/s；

d)地面：应坚实平整，作业过程中地面不应下陷;

e)工作电压：DC 37.5~54.75V。

5.3机器人安装

5.3.1机器人在斗臂车专用绝缘斗内安装和拆卸。

5.3.2 携带三相作业所需专业作业工具。

6要求

6.1外观与结构

6.1.1机器人外观美观整洁，连接线应固定牢靠，布局合理，不外露。

6.1.2机器人表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形、污染等。表面涂镀层应均匀、不应起泡、

龟裂和磨损。

6.1.3机器人结构坚固，所有零部件应紧固无松动，活动部件的推拉、转动应灵活方便，活动到位

后应能可靠锁定或支撑。

6.1.4说明功能的文字、符号、标志应清晰、端正。

6.2功能

6.2.1机械臂功能

6.2.1.1机械臂应具有升降、旋转、伸缩等基本动作功能，可根据指令到达指定作业位置。

6.2.1.2左右机械臂功能可以互换，可满足不同方向的作业。

6.2.1.3应能准确执行现场操作或自动规划指令，运行平稳。

6.2.1.4能接驳专用作业工具，完成特定作业任务。

6.2.2带电作业

6.2.2.1机械臂具有取专用作业工具，并将专用作业工具移动到作业位置的功能。

6.2.2.2具有剥线、穿线、搭线、紧固线夹等带电作业功能。

6.2.2.3机械臂具有控制专用作业工具复位、返回安全位置的等功能。

6.2.3通信方式

机器人支持2.4G、5G无线数据通信的方式。

6.2.4实时建模、定位

机器人采用3D激光雷达，可进行现场及目标实时建模、定位。

6.2.5自主避障

机器人具有障碍物检测功能，在执行带电作业的过程中应能够自主避障。

6.2.6全景监控

机器人采用全景相机进行操作场景全景监控，监控整体操作流程。

6.2.7环境监测

机器人配置的温湿度传感器，可监测作业环境中的温度、湿度等数据，上报至环境监测节点后，环境数据通过网络传输至用户终端，用户终端根据配置阈值进行环境数据展示和告警。

6.2.8状态指示

机器人具有状态指示功能，在作业时能提供状态信号。

6.2.9急停功能

机器人遇到紧急异常情况时，可通过急停开关或者操作系统发送的紧急停止指令急停，立即终止当前任务。

6.2.10自动工具库

自动工具库需配有自动锁定及解锁单元，运输状态锁定工具，避免滑落损伤，操作时配合机械臂可执行取放专用作业工具。

6.2.11操作终端

6.2.11.1机器人具有可与本地监控后台进行双向信息交互的操作终端。

6.2.11.2操作终端具有视频显示、紧急停止按键、告警、操作记录等功能。

6.2.12机器人自检与告警

6.2.12.1机器开机后，用户可以对机器人发送自检请求，自检结果上报到用户终端。机器人运行过

程中，机器人节点发生告警事件时，告警事件上报到用户终端。

6.2.12.2机器人自检项目至少包括各驱动设备、传感器、通讯链路。

6.2.13人机交互

支持专用操控系统实现全操作，可实现如下功能：

a)可实现三维环境模型交互；

b)可实现实时RGBD视频展示；

c)可实现实时监控视频展示。

6.2.14用户终端

6.2.14.1可反映机器人电池电量信息包含电池电压、剩余电量。

6.2.14.2可反映机械臂运动规划：如机械臂运动轨迹等信息。

6.2.14.3可反映专用操作工具状态：如在工具台上的上锁/解锁状态、操作工具自身的上锁/解锁状

态。

6.2.15视频存储

监控和操作视频可存储及读取。

6.2.16实时监控

监控系统应能实时、可靠地接收机器人采集的作业位姿、温湿度等信息并进行处理。

6.3性能

6.3.1通信距离

正常工作状态下通讯距离不小于20m。

6.3.2续航能力

一次充电续航能力≥6h。在续航时间内，整机应稳定、可靠工作。

6.3.3带电作业时间

单相线带电搭接时间≤15min。

6.4电源适用性

机器人在DC 37.5V～54.75V范围内应正常工作。

6.5防护等级

机器人的防护等级应符合GB/T 4208-2017中IP43规定。

6.6安全

6.6.1应急功能

应自动调整手臂动作，避免双臂碰撞和非作业线路接触。针对人工错误操作，设备故障、气候变化、异物突袭带来的风险能够通过紧急按钮快速急停和调整。

6.6.2绝缘

机器人绝缘件之间应能承受12kV工频电压、5min后，不发生击穿、放电。

6.7电磁兼容性

6.7.1静电放电抗扰度

应能承受GB/T 17626.2-2018中试验等级为4级的静电放电抗扰度试验，试验后应正常工作。

6.7.2射频电磁场辐射抗扰度

应能承受GB/T 17626.3-2016中试验等级为3级的射频电磁场辐射抗扰度试验，试验后应正常工作。

6.7.3工频磁场抗扰度

应能承受GB/T 17626.8-2006中稳定持续磁场试验等级为5级的工频磁场抗扰度试验，试验后应正常工作。

6.8环境适应性

6.8.1低温工作

机器人在0℃的低温条件下运行2h后,应正常工作。

6.8.2 高温工作

机器人在55℃的高温条件下运行2h后,应正常工作。

6.8.2交变湿热

经下列条件的交变湿热试验后,机器人应正常工作：

a) 非工作状态；

b) 在55℃、93%RH湿热环境下保持12h；

c) 在25℃、95%RH湿热环境下保持12h。

7试验方法

7.1外观与结构

目视检查机器人表面及电气线路，外观结构应符合6.1的要求。

7.2功能

7.2.1 用模拟所有的方法进行，依次操作机器人的功能界面或状态，目视检查是否正常。

7.2.2 带电作业试验应遵循本标准附录A的步骤进行。

7.3性能

7.3.1通信距离

通信距离测试方法如下步骤：

a)在试验地面上取20m测量区域，画出操控端线和机器人停靠端线；

b)将后方操控系统放置在距离试验场地接近20m的地方，保障整个试验场地距离后方操控系统

不大于20m；

c)机器人放置在机器人停靠端线；

d)用后方操控系统操控机器人，使其执行操控命令，判断试验结果是否符合本标准6.3.1的规

定；

e)用后方监控系统接收机器人采集的作业位姿、温湿度等，判断试验结果是否符合本标准6.2.19

的规定。

7.3.2续航能力

一次充满电后，用计时器验证电续航能力不少于6h。在续航时间内，整机应稳定、可靠工作。7.3.3带电作业时间

按本标准附录A的A2.1、A2.2方法操作，单相线带电搭接时间≤15min。

7.4电源适应性

用可调直流电源给机器人供电，调整电压在DC 37.5V～54.75V范围内，目视检查机器人是否正常工作。

7.5防护等级

按GB/T 4208-2017中第13章、14章的方法进行。

7.6安全

7.6.1应急功能

用模拟所有的方法进行，操作机器人的功能界面或状态，目视检查是否满足6.6.1要求。

7.6.2绝缘

按GB/T 16927.1—2011 的方法进行，分别测试机器人手臂绝缘杆对底座、手臂腕部外壳与肘部外壳和底座之间，对机器人施加电压12kV/5min，观察机器人是否发生击穿、放电。

7.7电磁兼容性

7.7.1静电放电抗扰度

按GB/T 17626.2-2018中8的程序进行。

7.7.2射频电磁场辐射抗扰度

按GB/T 17626.3-2016中8的程序进行。

7.7.3工频磁场抗扰度

按GB/T 17626.8-2006中8的程序进行。

7.8环境适应性

7.8.1低温工作

按GB/T 2423.1-2008中“试验Ad”的方法和6.8.1的要求进行。

7.8.2高温工作

按GB/T 2423.2-2008中“试验Bd”的方法和6.8.2的要求进行。

7.8.3交变湿热工作

按GB/T 2423.4-2008中的方法和6.8.3的要求进行。

8检验规则

8.1检验分类

机器人检验分出厂检验和型式试验。

8.2出厂检验

8.2.1 每套机器人需经生产厂质量检验部门检验合格，并签发合格证后方可出厂。

8.2.2 出厂检验的项目为：6.1、6.2.1~6.2.5、6.2.8、6.2.9、6.2.10、6.2.12、6.3.1、6.6.1。

8.3型式检验

8.3.1有下列情况之一时,应进行型式检验：

a) 新机器人定型时；

b) 当机器人的原材料或工艺有较大改变，可能影响其质量时。

8.3.2 型式检验的项目为本标准中第6章规定的全部要求。

8.3.3型式检验的样本应从出厂检验合格品中随机抽取2套。

8.3.4型式检验中安全不合格不得复检，其它若有任一不合格项，可加倍抽样对不合格项进行复检，复检结果若仍不合格，则判该次型式检验不合格。

9标志、包装、运输及贮存

9.1标志

机器人应有永久性标牌，标牌的内容至少应包括机器人名称、型号、制造商名称、生产日期和出厂日期、执行标准号。

9.2包装

9.2.1 包装箱应符合GB/T 13384的要求。

9.2.2 包装箱内应附有装箱单、合格证、出厂检验报告、中文说明书、操作手册，维护手册。

9.2.3 包装箱上的标志应符合GB/T 191的规定。

9.3运输

包装好的机器人，运输过程中应防止日晒雨淋、剧烈碰撞，且不得与酸、碱性腐蚀性物品混运。

9.4贮存

机器人应贮存在通风、干燥的室内。贮存场所无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体。

附录A 带电作业试验

A.1 试验环境

电杆采用12m混凝土电杆。导线均采用绝缘导线。电杆装置导线采用水平排列，横担长度均采用1600mm。

①——电杆⑤——分支横担

②——主导线⑥——高压熔断器

③——引线⑦——绝缘子

④——横担

注1：引线与主导线的连接每相一个线夹。

图A.1 直线分支杆示例

A.2 带电作业试验流程

A.2.1 剥线试验

剥线试验按下列步骤进行：

b) 将机器人斗臂移动机器人到作业所需位置；

c) 机械臂取剥线器，将剥线器移动到作业位置；

d) 机械臂控制剥线器进行剥线；

e) 机械臂控制剥线器返回复位。

A.2.2 穿线、搭线、紧固线夹试验

穿线、搭线试验按下列步骤进行：

a）机械臂取抓线器，抓取引线接头，将引线移动到搭线目标位置附近，相距20cm～30cm；

b）机械臂取线夹器，移动线夹到引线接口位置，将线夹穿孔与引线接头对齐；

Q/3201 YJHKJ 008-2019 c）机械臂将引线穿入线夹；

d）双机械臂同时移动，进行搭线，并紧固线夹；

c) 机械臂松开线夹，返回安全位置。

A.2.3 其余两相线带电作业

重复A2.1～A2.2项。

A.2.4 回到原始位置

完成三相带电作业流程后，斗臂车绝缘臂下降，回到原始位置。