输电线路覆冰和积雪常会引起线路的跳闸、断线、倒杆、绝缘子闪络和通信中断等事故。俄罗斯、加拿大、美国、日本、英国、芬兰、冰岛和我国都曾因输电线路覆冰引发安全事故，给诸多国家带来非常大的经济损失。因此，应对冰雪灾害成为全世界许多国家电网共同面临的供电安全问题。

  最近30年来，大面积冰灾事故在全国各地时有发生。1974～1976年出现了全国电力系统性大面积冰灾事故，1984年在全国范围内又发生了大面积冰灾事故，1996年初，福建省覆冰导致倒杆断线年春节前后, 湖南出现了罕见的大范围雨雪冰冻天气，造成了多条输电线路出现倒塔、变形事故。2008年1月底，湖南、贵州等南方省区再次遭受有气象记录以来的最严重冰灾，仅湖南省电力公司供电范围内，10千伏线基，断线台，低压线亿元，使湖南电网遭受了自1954年以来最为严重的冰害，给湖南电网造成了严重的经济损失并影响了全省的生产、生活用电。

  2008年这场百年罕见的冰雪灾害受灾人口达1亿之多，直接经济损失超过1100亿元，电网损害尤其严重。据国家电网公司统计数字表明，这次冰雪造成全国500千伏输电线千伏输电线千伏及以下变电站累计全停783座次，线条次，线座。线路大量结冰就是造成此次电力损失的根本原因，而采用人工除冰的方法不仅效率低下，而且对电力工人的生命安全造成了极大的威胁。

  因此，依靠科学技术的力量，研发新型的除冰技术、方法与装备，从而替代人工除冰，势在必行。

  输电线路上的人工除冰方法在突发的大面积自然灾害面前显得这么无奈：2005年冬天, 湖南大范围雨雪冰冻使全省多条输电线路出现倒塔、变形事故，这种情形，受到湖南大学制造装备智能化控制专家王耀南的密切关注。

  王耀南长期从智能控制理论与装备自动化、模式识别与智能机器人等领域的研究，曾主持完成多项国家重点项目，他带领科研团队有效解决了先进制造装备和国家重大工程装备自动化中的多项核心技术难题。2006年初，王耀南团队针对电网系统可能遭受覆冰积雪破坏的重要长期隐患，首次提出了以机器人代替人工作业清除电路覆冰的构想，并开始了研究目标与技术路线月，南方突发大面积冰雪灾害，该项研究的现实意义凸显，引起了湖南省科技厅和国家科技部的格外的重视。当年4月，在王耀南团队长期研究、开发积累的技术与经验基础上，提出了“输电线路新型融冰、除冰技术及装置”研究项目，很快得到科技部“十一五”国家科技支撑计划正式批准立项。

  采用工业自动化理论与技术，研究开发可用于输电线路融冰除冰的可自动控制的“特种机器人”，前人没有尝试过，国内外也查不到相关文献资料。不言而喻，这是又一块“难啃的硬骨头”。但王耀南有自己的“王牌”：那就是在自动控制领域长期的科学积累和一支能打硬仗的科研团队。2008年5月，在湖南省科技厅的支持下，王耀南带领研究团队联合湖南电力试验研究院、国防科技大学、中国南车株洲所、武汉大学、山东科技大学等多家单位开展了历时3年的科技攻关。

  由湖南大学牵头，湖南电力试验研究院、株洲电力机车研究所和湖南省电力公司负责的直流融冰项目成功研制了新型交直流融冰装置9套。最近一段时期，我国南部地区继大范围冻雨后，遭受了又一轮强降雪冰冻天气，电力线路覆冰范围逐步扩大，电网安全面临严峻考验。电力部门已应用该项目组研制的直流融冰装置先后在220kV福外线、黔平线kV阳锦线条线路顺利实施了输电线路直流融冰。野外试验表明，该装置结合了操作简单便捷、对电网运行方式影响小、所需融冰功率小、融冰效率高等优点，保障了电网运行的稳定性，提高了抵御冰雪灾害的能力。

  有了直流融冰装置，为何还要研制技术难度更大的除冰机器人？记者从王耀南助手印峰博士处得知，同人工方法除冰相比，直流融冰技术有很大优势，效果也很明显。但采用该方法除冰，要依靠电能转化为热能才能融冰，因此电能消耗很大。此外，直流融冰装置的智能化程度不高，应对极端天气特征情况下的复杂线路的除冰问题还有明显不足。

  但是研制可除冰的智能机器人，面临六大方面技术问题是需要解决：一是塔架等复杂结构和大柔性的输电线缆上的高可靠性运动机构；二是野外大范围长时间工作的持续动力供给；三是对输电线缆无损伤的高效除冰机构装置的研制；四是复杂非结构化环境下机器人的自主行为控制与导航；五是远距离强电磁干扰条件下的机器人远程通讯、监测和遥控操作；六是恶劣工作环境中的机器人本体特殊保护机制等。同已有巡线机器人相比，除冰机器人工作要求在恶劣环境中能自动识别冰层和障碍，顺利越障和破冰，因此对其结构、功能、动力、通信等方面都有特别的条件。最关键的，是要解决机器人的动力、稳定性、安全保护机制问题。

  从2008年立项开始，王耀南带领团队全力投入“输电线路新型融冰、除冰技术及装置”项目的研究之中。在两年的时间内，先后有五六十人参与攻关。到2009年底，3台不同结构的除冰机器人相继问世。

  在湖南大学电气与信息工程学院的模拟输电线除冰实验室里，记者看到了能适应不一样环境和条件需求的单体式、两臂式和三臂式3种除冰机器人。其中，单体式机器人可用于在两座线塔之间移动除冰；双臂式和三臂式机器人可越过线塔等障碍，进行更远距离的自动巡检和除冰，其效率和灵活性更高。工作时，机器人通过带滑轮的机械“臂”倒挂在高压电线上行进，靠“眼”自动识别冰层和障碍，用前端的切削式除冰“手”实施除冰作业。这些工作均由机器人自主完成。此外，为保证长时间持续动力供应，研究人员采用了蓄电池和汽油机配合适用的“混合动力”系统和为防止在除冰过程中损伤线路的除冰机构。

  从模拟实验结果来看，这3种机器人可破除的最厚冰层可达50毫米以上，远远超出设计指标。其单次连续除冰时间大于10小时，单次连续除冰里程大于1.8公里。

  目前，除冰机器人正先后在实验室和除冰现场进行最后的调试和优化。可以预计，该技术及装备的成功应用将大幅度的降低冰灾中的能源及人力耗损，在保障供电安全中发挥及其重要的作用。