我国工业化发展目前仍在经济转型时期,大气污染的治理在相当长时期内仍然十分严峻。随着电网容量迅速扩增、高电压等级电网的投入使用,输变电线路设备更易发生污闪事故,危害电力系统的安全稳定运行,导致巨额的经济损失。采用高空作业车装置将冲洗设备或作业人员升空进行带电水冲洗是目前最经济实用的防污闪方法,但是此种作业方式面临严重的安全问题,易发生碰撞和触电事故,且效率也低下。本文在对输电线路伸缩臂式带电水冲洗装置作业方式安全问题、安全防护方法和高效作业控制深入分析的基础上,提出带电水冲洗系统安全防护与智能控制的方法体系,并重点研究解决伸缩臂式带电水冲洗作业的安全距离和作业过程中的设备定位问题,以及伸缩臂直线轨迹高效智能控制问题。伸缩臂式带电水冲洗系统安全防护和智能控制方法体系以作业过程中的距离安全判断和高效作业问题为控制目标。该体系包括了安全控制目标、控制决策、传感信息处理系统、传感监控系统、控制执行机构和人机接口等,实现带电作业的自动安全距离监测和智能预警,防止碰撞和触电事故的发生。为了解决输电线路作业空间不足的问题,提出基于水冲洗装置动作速度参数的自适应动态作业安全距离和报警控制模式,既考虑到最小电气安全距离,又充分利用了线路空间。对带电作业体相对输电线路之间距离的准确判定是防止发生触电和碰撞事故的重要方法。常规测距方法难以在作业设备移动过程中对相对细小的输电设备进行距离测量。研究输电线路周围场强与距离之间的关系,提出输电线路场强矢量定位方法。通过对场强测量点的移动跟踪定位解决场强测量点相对输电线路之间的距离测量问题。遵循由简单到复杂的原则,针对输电线路理想二维场强情况下的定位,该方法由场强测量点处的场强矢量和合成场强的最大值共同寻找场强测量点的多个匹配点位置坐标,然后基于近邻算法对场强矢量空间的匹配坐标点群进行划分,得到不同点群的中心位置,再由测量点的移动特征从中确定真实坐标,达到精确定位的目的。仿真算例表明了方法的有效性,基本满足场强测距的安全要求。为了进一步深入研究带电作业装置侵入输电线路空间的场强测量与线路距离监测问题,基于上字型杆塔,建立伸缩臂式带电水冲洗装置作业的有限元场强计算模型。通过不同典型作业路径上水枪平台的电场仿真分析,选择带电水冲洗装置沿垂直线路外侧水平方向进入作业区域作为最优路径。由输电线路带电作业时的空间场强与无畸变场时输电线路杆塔周围的电场分布特征以及场强增强率的变化规律,选取作业装置中受畸变场影响较小且稳定的区域作为场强测量点区域,提出适于最优作业路径的场强矢量定位方法。仿真测试表明了最优路径的场强矢量定位方法的有效性,基本满足输电线路作业设备的安全距离测距要求。直线轨迹控制可以解决伸缩臂式带电水冲洗装置在作业上升过程中出现的循环往复调节、效率低下的问题。伸缩臂电液控制系统在移动过程中和发生扰动情况时,系统参数会变化,常规PID控制参数不能随着工况的变化自适应调节。研究伸缩臂伸缩、延伸和回转机构在直线轨迹控制时的不同动作回路协调求解算法。提出基于极限学习机的自适应PID复合校正直线轨迹控制算法,基于数学聚类算法和结构风险最小化原则对极限学习机进行了改进,实现了对被控对象模型的在线学习和PID控制参数的自适应调节,一定程度上克服系统参数变化带来的扰动影响,提高直线轨迹控制性能。最后基于本文提出的带电水冲洗作业安全防护与智能控制方法体系,集视频监控、多种传感器测距、场强距离预警、辅助信息监测和自动控制技术于一体,开发了一套硬件和软件系统,并将之成功得到应用。