750千伏輸電線路“導線翻轉”處理方法及輔助工具應用

甘肅送變電工程有限公司天水輸電運檢中心 常浩鵬 王新忠 閻 森 徐 東 焦小強 張建東

采用多旋翼飛行器拋繩技術、借助輔助工具的應用快速有效地處置導線翻轉扭絞缺陷，避免因長期風力作用而造成的導線間磨損，達到保證輸電線路安全運行目的。

1 工作內容及現場勘查情況

我中心運維的750kV 某二回線路422號～423號海拔高度2010m～2032m 之間，線路塔身、導地線、金具、絕緣子串上均有覆冰(霧凇)，檔內中相導線不均勻覆冰和舞動跳躍，導線發生舞動翻轉利用輔助工具恢復的工作。

處理前組織人員對導線翻轉現場進行勘察，750kV 某二回線路422號～423號位于平涼市崆峒區麻武鄉后溝村，海拔高度2010～2032m 之間，本線路地貌單元以黃土塬及低山臺地為主，其次還有高山大齡地區，存在少有的埡口地形。黃土塬及低山臺地地形起伏較大，侵蝕及切割較劇烈，地層破碎，縱橫溝谷發育，由黃土梁、峁及溝谷共同構成，較平緩的山坡多已開墾為梯田。黃土塬及低山臺地，地層以黃土為主，風積成因、淺黃～褐黃，稍密、稍濕，多見針狀孔隙，垂直節理發育，厚度大于10m，具有強烈的濕陷性。

該二回線路呈垂直排列，覆冰區采用單回線路，呈水平排列，全線覆冰設計為20mm，基本設計風速按7m/s 風速區設計。污穢等級（A回，c級污穢區占92.87%；e 級污穢區占7.13%。B 回，c 級污穢區占92.90%；e 級污穢區占7.10%）；導線采用6×LGJ-400/50鋼芯鋁絞線，分裂間距均為600mm，左地線采用1×19-13-1270-A-GB 1200，右光纜采用OPGW-120型24芯光纜[1]，跳線采用鼠籠式鋼性跳線結構型式。導線翻轉扭絞發生在東涼Ⅰ線單回線路某耐張段的422～423號檔中相。缺陷段的線路設計參數如下：422號塔型ZB12、呼高43.5m、海拔1992m,422號塔型ZB22、呼高51m、海拔2018m,二者檔距529m，耐張段長/代表檔距3019/460米，導地線型號/最大設計張力（N/mm2）6×LGJ-400/50/30207N/根，間 隔棒數量11，線防震錘JLB20AC-150。

750kV 某二回線路422號～423號單回線路檔距內共安裝11個間隔棒，導線發生180°翻轉為檔距內4號大號側第(3、4)、(8、9)間隔棒之間的導線段，導線翻轉方向為面向大號側繞六分裂導線軸線方向順時針旋轉導致翻轉，經現場勘察，發現扭絞導線段有較大的電流聲，存在電暈放電現象。422號～423號導線翻轉情況如圖1所示。導線翻轉扭絞后會隨著當地風力及氣象條件變化情況，長時間受力發生不規則振動[2]，且不能隨著導線自重而恢復的現狀，容易造成金具損壞，導線斷股或斷線，從而導致停電事故。

圖1 導線翻轉現場照片

2 方案論證及設備設施配置

2.1 方案論證

特高壓輸電線路具有電壓等級高、輸送距離遠、輸送容量大特征，目前只有中國西北地區有750kV特高壓輸電線路，正常輸送功率3000MW、每相導線通過電流431A。停電檢修或停電時間較長，將會對國民經濟收入造成影響或損失[3]，及時處理導線翻轉對確保電網的安全、可靠、穩定運行具有十分重要的意義。

由于750kV 高壓輸電線路桿塔高、發生導線翻轉的地形較差、人員無法在導線上作業等因素，且導線發生翻轉時受風力、導線振動等影響，導線相交位置導線相互摩擦，易發生導線斷股、斷線等情況，危及線路運行安全，需及時進行處理恢復。目前處理導線翻轉的作業方法尚不成熟，普遍采用落線處理方法，耗時長、處理難度系數大。本次設計時提出一種新型處理750kV 導線翻轉的處理方法及輔助工具，采取帶電作業方式，利用多旋翼無人機拋繩技術及在導線翻轉區段內選擇合適位置裝設輔助工具相結合的方式方法，利用導線自重及地面作業人員施加的反作用力使其恢復原狀。為確保該項處置工作安全高效開展，中心申請八旋翼大載重無人機配合作業，同時挑選具有豐富帶電作業經驗、線路運維工作經驗的班組長進行現場協作配合作業。

2.2 多旋翼飛行器的選擇

多旋翼飛行器型號CXDX1108M，最大直徑1.5米（翼尖距）；電機軸心距1.2米；全高0.80米；自重18kg（含機載電池）；最大載重40kg；最遠遙控距離1000米；單次飛行時間≤20分鐘；放線架尺寸0.4米×0.8米；線盤直徑0.7米、槽寬0.2米；輕型引繩比重3.5公斤/千米；輕型引繩直徑3mm；輕型引繩破斷拉力75公斤；包裝桶直徑0.5米、高0.85米。

2.3 多旋翼飛行器操控步驟及說明

展開八旋翼，先打開遙控器電源再接通機身電源，必須進行指南針校準方可飛行。所使用的是2.4G抗干擾信號發射機，遙控距離1公里，不能同時用兩只以上2.4G 遙控器同時接力控制。起飛前首先接通飛行器電源，再打開遙控器電源，顛倒次序不能飛行。接通飛行器電源后，需用觀察指示燈、聽聲音等兩條途徑來判斷飛行器是否能正常起飛。觀察指示燈方法：上電后LED 燈正常的閃爍方式為紅燈閃3下、紫燈快閃2下，否則電路不正常，請重新上電或檢查線路設備。聽聲音方法：上電后8只電調會同時發出音樂聲123和5聲自檢蜂鳴音，先連續4聲"嘟"音，最后1聲"嘟"音長鳴1～2秒結束，聽到"嘟、嘟、嘟、嘟，嘟"表示上電正常，可啟動電機怠速測試，若聲音不正常原因可能是電機燒壞或電調損壞或線路切斷。

2.4 主要工器具、作業人員、車輛配置

主要工器具配置如下：多旋翼飛行器CXDX1108M2臺（租賃）；安全工器具有網狀紅馬甲1套、急救/1個、工器具毯2張；工器具有Φ4×200m 迪尼瑪繩4根、Φ11×200m 半靜力繩4根、導線保護繩鉤2個、1.5T 錨鉆2個、1.5m 撬杠4個、1.5T 滑車4個、3t U 型環4個、機動絞磨1臺、輔助工具1套；通訊、數碼設備有對講機3臺、數碼相機1臺。工作負責人1人，安全監護人1人，多旋翼飛行器操作員1人，地面配合人員10人，車輛4臺。

3 處理方法、預防措施及建議

3.1 導線翻轉情況及受力分析

某750kV 二回線路的單回區段422號～423號海拔高度2010m～2032m 之間。地形為山地、植被茂盛，天氣為雨夾雪、東北風4級、溫度-4℃、濕度99%、大霧能見度不足15m，線路塔身、導地線、金具、絕緣子串上均有覆冰(霧凇)。檔內中相導線不均勻覆冰和舞動跳躍，導線發生舞動翻轉。

導線舞動主要發生在高壓多分裂導線輸電線路中。它是在特定的季節(冬季)導線覆冰時，由于間隔棒限制了導線的自身軸線回轉運動，很容易形成導線單側覆冰；由于埡口特殊地形的條件，當水平方向風速達到5～20m/s、風向與線路夾角大于45°時，在導線單側覆冰的扭轉力和風力的作用下，分裂導線就會隨著覆冰位置的不同而產生自激振動產生舞動[4]。舞動頻率一般為0.1～1Hz，舞動軌跡通常為偏離垂向為長軸的橢圓形，并伴有導線繞軸線的交變扭轉，致使導線扭轉交纏在一起。

3.2 現場處理過程

國內對于750kV 及以上線路導線翻轉的情況很少見，在對其采取處理措施反面缺少研究，往常都通過采取停電降落導線的方式消缺；本次驗證的是無人機配合自主研發的工具進行實踐處理。

3.2.1 現場準備

分析咨詢預定實施作業日期的天氣情況，確保無人機拋繩不受天氣影響作業。處理前對現場進行勘察，利用無人機測量導線對地面的實際距離，計算處理翻轉導線所用繩索長度，確定固定受力繩索位置進行地錨設置。觀察現場拋繩無人機的停機、起飛及拋繩位置，能使處理翻轉的繩索達到預定位置。研究改進翻轉導線輔助工具，能夠順利將導線翻轉輔助工具與導線連接，處理完畢后能夠順利脫離導線，并保障導線不受損傷。

3.2.2 處理過程

(1)進入現場，作業人員必須核對線路“三號”，識別線路色標，并確認無誤；(2)結合現場實際，在中相導線左邊20m～30m 處選擇多旋翼飛行器起降點，并按照安全文明施工要求布置現場；(3)根據現場勘察，將擬定的方案對作業人員進行培訓交底，分配工作任務確保現場安全、有序開展；(4)檢查無人機拋繩掛鉤、拋繩重錘連接是否正常。檢查無誤后，操作無人機攜帶φ4迪尼瑪導引繩按步驟(2)的距離垂直起飛，垂直上升至中相導線水平面0.5米處，水平向右移動無人機，使得機身完全越過導線后開始拋繩，拋繩成功繩端連接受力繩索(φ11的半靜力繩)，牽引受力繩索的端頭到地面后裝入與地錨鉆連接的轉向滑車中。

(5)將φ11的半靜力繩的另一端與導線翻轉修復輔助工具(右邊)連接，同時輔助工具的另一端(左邊)也用φ11的半靜力繩連接，地面作業人員通過牽引φ11的半靜力繩使得輔助工具逐漸靠近導線，最終使得輔助工具的一對掛鉤掛在兩相鄰子導線上(導線扭絞點大號側第3個間隔棒大號右上、右中子線上)；(6)待步驟(5)完成掛接后，地面作業人員通過機動絞磨牽引輔助工具(左邊)的φ11半靜力繩，使得導線向扭絞的相反方向轉動，同時輔助工具(右邊)φ11的半靜力繩也給予適當的拉力，防止修復過程中輔助工具脫落；(7)一次牽引使得導線翻轉180°后，若導線還未恢復原狀，需重復操作步驟(5)(6)，直至導線翻轉恢復正常；(8)處理導線翻轉完畢，以相反的操作手續結束作業。

圖2 現場作業示意圖

3.3 預防措施及建議

圖3 輔助工具示意圖

對于特殊區段的間隔棒進行特殊設計，根據現場條件，可采用對間隔棒加裝偏重心裝置，使得導線受到外力時，導線自重及間隔棒偏重心裝置對其產生阻力矩，從而防止翻轉[5]；桿塔布置盡量避免特大檔距；按照現場條件及氣象條件，適當調整該地區檔距內次檔距距離，減小相應較大次檔距的距離，以增大間隔棒阻力；易發生缺陷處加裝在線檢測裝置或導線振動測量工具，根據測量結果制定相應方案。

綜上，高壓架空線路距離較長，路徑的地表條件和氣候很復雜，能夠在短時間內安全、高效的解決危及線路運行安全的方法很少，也存在經驗積累困難。本文首先對處理導線翻轉的方法進行簡單介紹，并對其可行性展開分析，效驗導線翻轉處理方法的安全可靠性。在此基礎上通過輔助工具的結構設計、工具效驗，研制改進輔助工具，使處理導線翻轉的方法及輔助工具成功應用于生產實際。

理論研究和現場檢驗結果表明：研制的處理方法及輔助工具具有顯著的實用性，簡潔靈活、實施安全便捷，降低了作業勞動強度，具有很高的實用價值。因此本方法及輔助工具的研發能夠短時間及線路帶電運行的情況下解決導線翻轉的問題，是可實施的先進方法。