便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置的研制

趙元林，智勇軍，岐召陽(yáng)

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置的研制

趙元林，智勇軍，岐召陽(yáng)

(國(guó)網(wǎng)河南省電力公司平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

輸電線(xiàn)路上懸掛的異物若不能及時(shí)消除，會(huì)影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至造成輸電線(xiàn)路故障。針對(duì)傳統(tǒng)異物處理方法存在破壞性、局限性及工作效率較低的缺點(diǎn)，研制了一種便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置，其可以沿導(dǎo)線(xiàn)滑動(dòng)縱橫向切割異物，從而快速消除異物，通用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

輸電線(xiàn)路；導(dǎo)線(xiàn)異物；電網(wǎng)安全；拋繩器

0 引言

電網(wǎng)的快速發(fā)展以及用戶(hù)對(duì)供電可靠性要求的不斷提高，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性提出了更高的要求。當(dāng)輸電線(xiàn)路上懸掛異物時(shí)，若不能及時(shí)、快速處理，必然會(huì)影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，甚至引發(fā)線(xiàn)路跳閘事故。

傳統(tǒng)的輸電線(xiàn)路異物處理方法有噴燈燃燒法、繩索鉤掛法、等電位軟梯法、操作桿摘取法、絕緣斗臂車(chē)法等，這些方法都存在一定程度的破壞性及局限性，且工作效率較低、用時(shí)較長(zhǎng)。采用噴燈燃燒法處理輸電線(xiàn)路異物時(shí)，異物燃燒時(shí)會(huì)燒傷導(dǎo)線(xiàn)；采用繩索鉤掛法處理輸電線(xiàn)路異物時(shí)，掛鉤在鉤掛異物時(shí)，可能刮傷導(dǎo)線(xiàn)；等電位軟梯法只能在單回路或雙回路下層進(jìn)行；操作桿摘取法只能在靠近桿塔處進(jìn)行；絕緣斗臂車(chē)法受地形以及絕緣臂高度限制，不能在輸電線(xiàn)路上廣泛應(yīng)用。

為此，研制了一種便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置。該裝置能在作業(yè)人員數(shù)量不增加的情況下，安全、快速處理輸電線(xiàn)路上懸掛的異物，且通用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。

1 裝置的研制

1.1 研制思路

為了克服傳統(tǒng)輸電線(xiàn)路異物處理方法的缺點(diǎn)，研究人員突破傳統(tǒng)處理工具的技術(shù)原理，采用沿導(dǎo)線(xiàn)滑動(dòng)縱橫向切割異物的方法，提出了新裝置必須滿(mǎn)足在不增加作業(yè)人數(shù)、不損傷導(dǎo)線(xiàn)的情況下，快速處置各種輸電線(xiàn)路上的異物(如風(fēng)箏、廣告條幅、錫箔紙、地膜、小樹(shù)枝、氫氣球等)，輕便快捷、通用性強(qiáng)的要求。

(1) 新研制的輸電線(xiàn)路異物處理裝置在清除導(dǎo)線(xiàn)異物過(guò)程中，兩側(cè)刀片應(yīng)始終與導(dǎo)線(xiàn)保持150 mm左右的距離。這樣在操作過(guò)程中刀片不會(huì)接觸導(dǎo)線(xiàn)，可以有效避免損傷導(dǎo)線(xiàn)。

(2) 從作業(yè)人員操作輕便的角度考慮，裝置不宜過(guò)重，裝置重量應(yīng)不超過(guò)1 kg，加上繩索重量不超過(guò)15 kg。這樣可以在多回路檔距中任意位置使用而不會(huì)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)弧垂造成影響。

(3) 新研制的輸電線(xiàn)路異物處理裝置應(yīng)便于攜帶，可在檔距中任何位置懸掛而不受地形限制。

(4) 新研制的輸電線(xiàn)路異物處理裝置應(yīng)操作簡(jiǎn)單，省時(shí)高效，能夠?qū)崿F(xiàn)水平和垂直方向同時(shí)切割導(dǎo)線(xiàn)上的異物，盡量將處理各種類(lèi)型的導(dǎo)線(xiàn)異物所需時(shí)間控制在1 h以?xún)?nèi)。

1.2 研制方案

1.2.1 材質(zhì)選擇

作為一個(gè)切削設(shè)備，設(shè)計(jì)方案中材質(zhì)的選擇至關(guān)重要，其恰當(dāng)與否將直接決定所研制設(shè)備的性能。裝置材質(zhì)的選擇要根據(jù)受力要求、強(qiáng)度要求、整體重量要求進(jìn)行。通過(guò)對(duì)數(shù)種備選材質(zhì)可塑性、韌性、強(qiáng)度、硬度以及切削能力的調(diào)查試驗(yàn)，最終決定采用碳鋼。碳鋼具有以下優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，易于購(gòu)買(mǎi)，具有較好的可塑性、耐磨性、韌性、強(qiáng)度、硬度以及承受沖擊負(fù)荷的能力，能較好地滿(mǎn)足輸電線(xiàn)路異物處理裝置的設(shè)計(jì)要求。

1.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，同時(shí)為了使輸電線(xiàn)路異物處理裝置具有實(shí)用性和先進(jìn)性，采用同軸旋轉(zhuǎn)切削方案，即采用人工拉動(dòng)輪軸，帶動(dòng)同軸刀片轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)切削導(dǎo)線(xiàn)異物。這樣充分利用人工在地面容易操作的特性，解決了快速消除輸電線(xiàn)路異物的難題。

裝置的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)示意

該裝置擁有720°的旋轉(zhuǎn)刀片，整個(gè)裝置的重量不超過(guò)1 kg，操作簡(jiǎn)單，便于攜帶和懸掛，裝置的使用不受地形限制。使用時(shí)，將導(dǎo)地線(xiàn)置于導(dǎo)地線(xiàn)行進(jìn)輪下，將絕緣傳遞繩置于刀片驅(qū)動(dòng)輪上。通過(guò)拉繩可以分別拉動(dòng)垂直刀片驅(qū)動(dòng)輪和水平刀片驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)刀片進(jìn)行切割運(yùn)動(dòng)。刀片能同時(shí)切割水平及垂直方向的導(dǎo)地線(xiàn)異物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)較復(fù)雜的輸電線(xiàn)路異物的處理。裝置的實(shí)物如圖2所示。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

裝置研制成功以后，針對(duì)常見(jiàn)的不同種類(lèi)的輸電線(xiàn)路異物(風(fēng)箏、廣告條幅、錫箔紙、地膜、小樹(shù)枝、氫氣球)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，操作過(guò)程如下：

(1) 先用拋繩器將引導(dǎo)繩扔過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，將引導(dǎo)繩一端穿過(guò)輸電線(xiàn)路異物處理裝置提升環(huán)；利用引導(dǎo)繩把輸電線(xiàn)路異物處理裝置提升至導(dǎo)線(xiàn)高度，再將輸電線(xiàn)路異物處理裝置懸掛于導(dǎo)線(xiàn)上，松開(kāi)引導(dǎo)繩后輸電線(xiàn)路異物處理裝置封口自動(dòng)閉合；

(2) 拉動(dòng)絕緣傳遞繩進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削作業(yè)；

(3) 在操作過(guò)程中隨時(shí)注意導(dǎo)線(xiàn)弧垂的變化情況，弧垂不得超過(guò)《電力安全工作規(guī)程》中的規(guī)定；

(4) 異物處理結(jié)束后，進(jìn)行裝置拆除，其拆除步驟與安裝步驟相反。

圖2 裝置實(shí)物

對(duì)每一種輸電線(xiàn)路異物進(jìn)行了3次試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)了每次試驗(yàn)所用時(shí)間，如表1所示。裝置現(xiàn)場(chǎng)操作如圖3所示。

表1 處理不同種類(lèi)輸電線(xiàn)路異物所用時(shí)間 min

2.2 試驗(yàn)效果分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可得出如下結(jié)論：

(1) 研制的便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置外觀精美，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷；

(2) 裝置切削方式合理，切削導(dǎo)線(xiàn)異物過(guò)程中，1人正常情況下能輕松操作;

(3) 裝置整體有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，切削導(dǎo)線(xiàn)異物作業(yè)過(guò)程中整體受力良好，各承力部件安全系數(shù)為1.557，滿(mǎn)足《電力安全工作規(guī)程》對(duì)安全系數(shù)不小于1.5的要求；

(4) 該裝置操作方便，現(xiàn)場(chǎng)使用無(wú)需增加其他輔助工具，操作人員也不需進(jìn)行特殊培訓(xùn)，處理各種類(lèi)型導(dǎo)線(xiàn)異物所需時(shí)間均可控制在1 h以?xún)?nèi);

(5) 通常處理導(dǎo)線(xiàn)異物需要地面人員5—8人，而采用該輸電線(xiàn)路異物處理裝置最多僅需3人，提高了工作效率，降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖3 裝置現(xiàn)場(chǎng)操作

3 應(yīng)用情況分析

便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置研制成功后，在某供電公司開(kāi)展了推廣應(yīng)用，2016年1—10月共處理導(dǎo)線(xiàn)異物60處，每處工作1天，節(jié)省人工費(fèi)9 000多元。該裝置的進(jìn)一步推廣應(yīng)用將能產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。

依據(jù)《電力建設(shè)工程預(yù)算定額 第4冊(cè) 送電線(xiàn)路工程》的規(guī)定，輸電線(xiàn)路維護(hù)人員定額為33.1元/天·人，便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置只需3人操作，傳統(tǒng)處理導(dǎo)線(xiàn)異物方法最少也要8人，那么1—10月節(jié)省人工費(fèi)：

J=M×N×(S1-S2)=33.1×60×(8-3)=9 930 (元)。

其中：J——節(jié)省人工費(fèi)總額；

M——人員維護(hù)費(fèi)用定額；

N——工作天數(shù)；

S1——傳統(tǒng)作業(yè)法所需人員數(shù)量；

S2——采用便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置所需人員數(shù)量。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)研制的便攜式輸電線(xiàn)路異物處理裝置進(jìn)行試驗(yàn)分析，得出了以下結(jié)論：

(1) 該裝置重量輕，使用時(shí)不會(huì)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)弧垂造成影響。裝置使用時(shí)，只需攜帶拋繩器、傳遞繩等輔助工具，便于攜帶；可在檔距中任何位置懸掛而不受地形限制，通用性強(qiáng)。

(2) 該裝置操作簡(jiǎn)單，所需作業(yè)人員較少。裝置使用時(shí)，只需拉動(dòng)與裝置相連的繩索即可使同軸刀片高速旋轉(zhuǎn)清除輸電線(xiàn)路異物。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，處理各種類(lèi)型的導(dǎo)線(xiàn)異物所需時(shí)間均可控制在1 h以?xún)?nèi)。

(3) 該裝置安全性高。在清除導(dǎo)線(xiàn)異物過(guò)程中兩側(cè)刀片始終與導(dǎo)線(xiàn)保持150 mm左右的距離，在操作過(guò)程中不會(huì)接觸導(dǎo)線(xiàn)，可有效避免導(dǎo)線(xiàn)損傷。

(4) 該裝置維護(hù)成本低。裝置在使用過(guò)程中無(wú)需特殊保養(yǎng)，只需常規(guī)性維護(hù)。

(5) 該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，便于推廣應(yīng)用。

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2016-11-28；

2017-03-18。

趙元林(1984—)，男，工程師，主要從事電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制方面的研究工作，email：13837561687@139.com。

智勇軍(1962—)，男，高級(jí)工程師，主要從事電站運(yùn)檢工作。

岐召陽(yáng)(1989—)，男，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制方面的研究工作。