輸電線路高空巡檢中高效檢修工具研究

王 偉，王 彪，朱金猛，王 濤，楊 軍

1.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000

2.國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司泊頭市供電分公司，河北 滄州 062150

線路巡視是日常運(yùn)行維護(hù)不可或缺的一環(huán)，正常情況下，班組長(zhǎng)安排人員巡線是為了了解線路運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路缺陷和威脅線路安全運(yùn)行的情況，為線路檢修提供依據(jù)并確定檢修內(nèi)容，從而有效預(yù)防事故發(fā)生、防止事故擴(kuò)大。由于高空巡視使用觀測(cè)工具的局限性，巡視人員不能全方位地了解線路和設(shè)備情況，不能有效發(fā)現(xiàn)部分特定位置的缺陷，匯報(bào)巡視結(jié)果缺陷情況不全面或無(wú)缺陷，對(duì)后續(xù)缺陷的處理或線路運(yùn)行極為不利。在架空故障巡線時(shí)，也會(huì)因?yàn)橛^測(cè)不到線路上方的狀況，不容易發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，導(dǎo)致故障處理時(shí)間和停電時(shí)間相應(yīng)增加，對(duì)優(yōu)質(zhì)服務(wù)的提升產(chǎn)生了較大影響。

1 輸電線路安全巡檢存在的問(wèn)題

輸電線路巡檢工作對(duì)工人來(lái)說(shuō)是一種極其危險(xiǎn)和艱辛的工作，然而，為滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)電力需求，各種電力系統(tǒng)工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，電纜長(zhǎng)度隨之增加。傳統(tǒng)的線路排布方式落后，輸電線已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)檢修的需求頻率要求較高。對(duì)于某些經(jīng)過(guò)修理后仍存在一定問(wèn)題的線路，其仍需要進(jìn)行再次維修，但仍然應(yīng)用傳統(tǒng)的檢修方式并不能滿足線路的檢修需求，無(wú)法提高輸電線路的整體檢修質(zhì)量，造成整個(gè)電力線路的維護(hù)成本提升。在作業(yè)人員進(jìn)行輸電線路高空巡視的過(guò)程中，存在很多安全隱患。

2 輸電線路安全巡檢裝置

文章結(jié)合滄州的地區(qū)線路特征，進(jìn)行輸電線路安全巡檢研究，提高輸電線路高空巡檢安全程度，盡可能避免輸電線路高空巡檢過(guò)程中的種種意外。高空巡檢過(guò)程中常用的裝置包括針對(duì)導(dǎo)線異物清除、斷股修補(bǔ)、線夾更換等工具。這些工具可以為日常輸電線路高空檢修工作提供幫助，提高輸電線路的高空檢修質(zhì)量、效率和安全性，能夠有效降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

2.1 輸電線路帶電補(bǔ)裝開口銷工具

（1）輸電線路帶電補(bǔ)裝開口銷工具研究。輸電線路帶電補(bǔ)裝開口銷的工具一般包括補(bǔ)銷器和絕緣操作桿，通過(guò)安裝座將補(bǔ)銷器裝配在絕緣操作桿頂端，可遠(yuǎn)距離帶電完成缺失開口銷的補(bǔ)裝操作；通過(guò)開口銷姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)中圓柱體空心座與啞鈴型連接軸球頭的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使開口銷姿態(tài)與輸電線路元件上銷孔相匹配，保證開口銷順利插入銷孔中；通過(guò)開口銷定位機(jī)構(gòu)使開口銷頭部圓環(huán)與定位銷套裝，用定位銷壓緊單元的壓緊螺釘將開口銷頂緊，使開口銷的兩個(gè)邊并緊，以便于插入輸電線路元件的銷孔中。目前在補(bǔ)裝開口銷作業(yè)時(shí)，受桿塔形式和空間距離的限制，一般采用停電處理和等電位作業(yè)兩種方法，其在安全性、經(jīng)濟(jì)性及工作效率方面都不能達(dá)到令人滿意的效果。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的弊端，亟須研發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，能在輸電線路不斷電情況下實(shí)施補(bǔ)裝開口銷作業(yè)的輸電線路帶電補(bǔ)裝開口銷工具。

（2）主要優(yōu)勢(shì)。真正有效地解決了因桿塔形式和空間距離的限制無(wú)法補(bǔ)裝開口銷的難題，經(jīng)多次地面試驗(yàn)和在桿塔上的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：①適用于110kV、220kV輸電線路在帶電情況下的補(bǔ)裝開口銷作業(yè)，工作人員不需要進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，提高了操作的安全性。②不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，整個(gè)作業(yè)過(guò)程省時(shí)省力，還能顯著提高輸電線路的檢修效率。③制造成本低、應(yīng)用范圍廣，具有廣闊的推廣前景，能夠帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。④保護(hù)性強(qiáng)，使工作人員時(shí)刻處于一個(gè)安全的工作環(huán)境，有效避免了人員傷亡。

2.2 新型導(dǎo)線異物清除裝置

（1）新型導(dǎo)線異物清除裝置研究背景。電力系統(tǒng)中，定期巡檢是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)作的關(guān)鍵手段，其中主要是對(duì)架空導(dǎo)線的巡檢，常用的巡檢方法是人工巡檢方法，該方法工作量大、條件艱苦、巡檢精度低，特別是對(duì)山區(qū)和跨越大江大河線路的巡檢，存在很大的困難，甚至有一些巡檢項(xiàng)目靠常規(guī)方法難以完成。因此，亟須研究一種新型導(dǎo)線異物清除裝置研發(fā)來(lái)應(yīng)對(duì)相應(yīng)的復(fù)雜情況。

（2）原理分析。新型導(dǎo)線異物清除裝置包括箱體以及與箱體分體設(shè)置的信號(hào)發(fā)射器，在箱體上設(shè)有信號(hào)接收器、PLC控制器，信號(hào)接收器的輸出端與PLC控制器的輸入端連接，箱體還帶有受控于PLC控制器的懸掛爬行機(jī)構(gòu)和異物清除機(jī)構(gòu)，在箱體的頂面還設(shè)有可將畫面?zhèn)鬏斨恋孛骘@示裝置的攝像裝置。

（3）主要優(yōu)勢(shì)。裝置越障能力強(qiáng)，能夠高效地清除導(dǎo)線上的異物，使巡檢工作方便、快捷、可靠。通過(guò)操作信號(hào)發(fā)射器向信號(hào)接收器傳遞信號(hào)。新型導(dǎo)線異物清除裝置可通過(guò)攝像裝置將拍攝到的畫面?zhèn)鬏斀o地面顯示裝置，通過(guò)顯示裝置可直接觀察導(dǎo)線上是否有異物，裝置還帶有旋刀和旋轉(zhuǎn)叉，可對(duì)異物進(jìn)行清除，并且如果導(dǎo)線上有障礙物也可以輕松越障，順利通過(guò)不受阻礙。

2.3 導(dǎo)線滑車裝置

（1）導(dǎo)線滑車裝置研究。在高壓輸電時(shí)經(jīng)常要將某相高壓線分成兩根子導(dǎo)線，以便于生產(chǎn)制造和施工，也可以輸送更大的電流量，通常在兩根子導(dǎo)線之間每隔一段距離設(shè)置有間隔棒，以防止兩根子導(dǎo)線相搭并保證兩根子導(dǎo)線之間保持一定距離。如果導(dǎo)線上的缺陷處于兩個(gè)間隔棒中間，朝天滑車就很難到達(dá)缺陷處進(jìn)行檢修。這就需要設(shè)計(jì)一種更便捷的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線上處于兩個(gè)間隔棒中間的缺陷處理（見圖1）。

圖1 結(jié)構(gòu)示意圖

（2）原理分析。導(dǎo)線滑車涉及的電力設(shè)施包括掛線輪Ⅰ、掛線輪Ⅱ和橫梁，掛線輪Ⅰ和掛線輪Ⅱ分別通過(guò)掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ設(shè)置在橫梁上，掛線輪Ⅰ和掛線輪Ⅱ設(shè)置在橫梁上方,橫梁兩端均設(shè)有驅(qū)動(dòng)元件，掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方均與繩索相連，地面操作人員通過(guò)驅(qū)動(dòng)元件控制導(dǎo)線滑車跨越間隔棒。站在端面上的作業(yè)人員通過(guò)操控驅(qū)動(dòng)元件控制導(dǎo)線滑車順利繞過(guò)間隔棒到達(dá)導(dǎo)線缺陷處，借助繞過(guò)掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方的繩索，將爬梯等工具提升至導(dǎo)線高度，以方便對(duì)導(dǎo)線上的缺陷進(jìn)行處理。此發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，不僅降低了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，還顯著節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，減少了施工費(fèi)用。

（3）主要優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的作用下，隨著輸電設(shè)計(jì)水平的不斷提高，鐵塔高度逐年增加。采用傳統(tǒng)的拋繩法懸掛朝天滑車作業(yè)很難成功，只能靠施工人員登上桿塔懸掛朝天滑車，利用朝天滑車對(duì)導(dǎo)線上的斷線等缺陷進(jìn)行處理。電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)元件與兩個(gè)滾筒轉(zhuǎn)軸相連，兩個(gè)滾筒轉(zhuǎn)軸輸入端均設(shè)有離合器。繩索、柔性操控繩均為棕繩。掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ在橫梁上間隔20cm，橫梁兩端柔性操控繩分別距離掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ25cm。其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為以下四個(gè)方面：①站在端面上的作業(yè)人員通過(guò)操控驅(qū)動(dòng)元件控制導(dǎo)線滑車順利繞過(guò)間隔棒到達(dá)導(dǎo)線缺陷處，借助繞過(guò)掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方的繩索，完成滑車的移動(dòng)。②將爬梯等工具提升至導(dǎo)線高度，以方便對(duì)導(dǎo)線上的缺陷進(jìn)行處理，克服了原始工作方法中存在的缺陷。③省時(shí)、省力的同時(shí)也提高了作業(yè)的安全系數(shù)。④該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便快捷，降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效節(jié)省了作業(yè)時(shí)間，也減少了施工費(fèi)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章圍繞輸電線路高空巡檢中的高效檢修工具開展研究與開發(fā)工作，主要介紹了幾種應(yīng)用性能較好的檢修裝置，例如，輸電線路帶電補(bǔ)裝開口銷工具，可以有效提高輸電線路高空檢修的安全性和效率，檢修人員不需要進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域；新型導(dǎo)線異物清除裝置，不僅越障能力強(qiáng)，還可通過(guò)攝像頭拍攝和判斷是否有異物存在，利用攜帶的裝置進(jìn)行異物清除，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處置；導(dǎo)線滑車裝置便于安裝間隔棒，節(jié)省作業(yè)時(shí)間。以上檢修工具的研發(fā)和應(yīng)用提高了輸電線路高空巡檢效率，降低了作業(yè)強(qiáng)度，保證了作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)人員安全，有廣泛的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。