新型輸電線路導地線除障裝置研制與應用

馬永增，齊以濤

（國網浙江省電力有限公司金華供電公司，浙江　金華　321017）

0　引言

近年來，隨著社會經濟的飛速發展，工業和居民用電量呈直線上漲態勢。為滿足負荷側用電需求，國家電網公司加速輸電網絡建設，輸電線路沿途會經過居民住房、林區、水田和魚塘等復雜環境。

在輸電線路運行過程中，異物意外飄落纏繞在輸電線路導地線上的事件日趨增多。當異物纏繞在導線上，遇雨、雪、霧天氣時將會變成導體，一方面易造成輸電線路相間短路或單相接地短路，導致跳閘停電事故；另一方面人員誤碰，導致人身觸電事故，給人身和輸電線路運行帶來極大危害[1-3]。因此，研究如何高效、安全地清除輸電線路異物具有十分重要的意義。

1　傳統異物處理方法

1.1　停電處理

線路運行人員發現導地線異物后，向調度部們申請線路停電，線路停電后檢修人員利用軟梯頭或走線至異物纏繞處將異物清除[4]。該處理方式安全系數高，但增加了非計劃停運次數，且影響供電可靠性。停電處理方法主要適用于帶電作業安全距離不足或線路已處于跳閘停電的情況。

1.2　帶電處理

為保證輸電線路供電可靠性，清除導地線異物作業多采用帶電處理方式，包括地電位、中間電位和等電位3種處理方式[5]。

1.2.1地電位處理

（1）絕緣操作桿處理法。當異物纏繞位置在桿塔附近且滿足帶電作業要求時，地電位作業人員在桿塔上利用絕緣操作桿即可將異物清除。根據異物類型，處理前在絕緣操作桿頂端安裝相應的操作頭，以便處理過程中對導地線異物進行拉拽、切割，進而將異物清除。

（2）雙頭滑車處理法。當異物纏繞位置在線路檔中時，利用絕緣操作桿無法處理，最常用的方法就是雙頭滑車處理法，如圖1所示。其工作原理為：地電位作業人員先登塔，利用絕緣操作桿將雙頭滑車放置在導地線上，地面配合人員通過絕緣繩將滑車拖至異物懸掛處，通過反復拉動滑車磨斷異物，以達到異物脫離導地線的目的[6-9]。該處理方法存在切割性能差、操作不方便和操作觀察角度受限等不足，往往導致作業耗時過長。

圖1　雙頭滑車

1.2.2中間電位處理

當異物纏繞位置處于地勢平坦、開闊，斗臂車方便到達的導地線上時，優先考慮中間電位處理法。其工作流程為：絕緣斗臂車到達異物纏繞處后，作業人員首先站在斗中并做好安全措施，使其處于中間電位，再利用絕緣操作桿法將異物清除，如圖2所示。該處理方法主要適用于配電線路，對駕駛人員的操作要求較高，且線路通道地形復雜時無法采用。

1.2.3等電位處理

作業人員穿戴全套屏蔽服，借助絕緣工具進入強電場，直接接觸帶電導線，利用軟梯頭或走線至異物纏繞處將其清除，如圖3所示。該處理方法對等電位作業人員專業技術要求高，帶電作業強度大、難度較大，且存在一定的安全隱患，目前沒有得到廣泛采用。

圖2　絕緣斗臂車現場作業

圖3　等電位現場作業

2　新型導地線除障裝置作業方法

2.1新型導地線除障裝置

針對常用的雙頭滑車處理法存在的諸多問題，作業人員從優化切割方式、優化操作方式和優化觀察方式三方面著手，研制出一種新型導地線除障裝置。該裝置主要由遙控動作部分、切割部分和遠程監控部分組成，如圖4、圖5所示。

（1）遙控動作部分。當除障裝置到達異物纏繞處時，通過遙控器控制裝置前端的2個操作臂，使其夾緊異物。

（2）切割部分。采用電熱阻絲熔斷方式，操作臂夾緊異物后，對操作臂上裝設的電熱阻絲通電升溫，熔斷異物。該方式在處理常見的遮陽網、風箏線和廣告條幅等異物時，異物受高溫熱熔速度快、不起火，且切口不散線。

（3）遠程監控部分。除障裝置前端裝有的高清攝像頭，通過視頻終端可以對異物處理全過程進行觀察。

2.2　帶電清除導地線異物作業流程

圖4　除障裝置主體部分

圖5　除障裝置視頻終端和遙控裝置

（1）準備工器具。準備好安全工器具和新型除障裝置。安全工器具主要包括：絕緣安全帶、絕緣操作桿、絕緣繩、絕緣滑車和氣象儀。

（2）登塔至作業點。氣象條件滿足作業要求后，地電位作業人員攜帶絕緣繩、絕緣滑車登塔至作業點并掛好絕緣滑車，地面配合人員依次將絕緣操作桿和除障裝置傳遞給地電位作業人員。

（3）放置除障裝置。地電位作業人員利用絕緣操作桿將除障裝置放置在導地線上，見圖6。

圖6　現場放置除障裝置

（4）清除異物。將除障裝置移動至異物纏繞處，通過遙控器控制除障裝置夾緊并熔斷異物，見圖7。

（5）下塔、結束工作。地電位作業人員和地面人員配合將除障裝置、絕緣操作桿回收后，地電位作業人員攜帶絕緣繩、絕緣滑車下塔，清理現場，結束工作。

圖7　現場清除異物

2.3　新型除障裝置的功能檢測

為了在投入使用前發現并排除新型除障裝置存在的問題，委托電力工業電氣設備質量檢驗測試中心、全球能源互聯網研究院、國網湖北省電力有限公司和國網河南帶電培訓中心專家組對其進行了功能性試驗和評價。

測試專家組在模擬實際110 kV及以上電壓等級輸電線路上對新型除障裝置的遙控動作部分、切割部分和遠程監控部分進行了測試[7-12]。經試驗鑒定：新型除障裝置在輸電線路強電場環境中，各部分工作情況良好，功能正常，驗收合格。

3　新型除障裝置與雙頭滑車作業對比

與傳統雙頭滑車相比，新型除障裝置將摩擦切割方式改進為電熱阻絲切割方式，將手動操作方式改進為遙控操作方式，將肉眼觀察方式改進為遠程視頻監控方式，降低作業人員勞動強度，提高了現場作業效率。

新型除障裝置投入使用以來，先后在多條帶電線路上完成異物清理工作，現場作業效率高，應用效果良好。除障裝置處理異物統計見表1。

表1　新型除障裝置帶電處理異物統計

為了對比新型除障裝置與傳統雙頭滑車的作業效果，作業人員在備用S201線上對二者進行了模擬試驗。試驗前作業人員首先將廣告條幅、尼龍飄帶和風箏線3種異物纏繞在備用S201線導地線上；其次分別用傳統雙頭滑車和新型除障裝置對異物進行清除；最后對2種除障方式除障時間進行對比分析，最終統計數據如表2所示。

表2　2種工具處理異物平均用時統計

由表2可知，與傳統雙頭滑車相比，新型除障裝置清除導地線異物的平均作業時間得到大大縮短，作業效率明顯提高。

4　結語

新型除障裝置在切割方式、操作方式和觀察方式三方面進行了創新性地改進，解決了原有雙頭滑車往復摩擦切割耗時較長、處理過程觀察角度受限等難題，在處理各類導地線異物時具有安全可靠、操作簡單、靈活高效等優點，現場應用效果良好。新型除障裝置的研制優化了帶電清除導地線異物的作業方式，縮短了處理導地線異物的平均作業時間，提高了現場工作效率，保證了輸電線路安全可靠運行，具有良好的應用前景。