輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的研制與應(yīng)用分析

楊德獎 尹文波 林曉敏 吳幸均 田 亮

廣東電網(wǎng)湛江供電局 廣東 湛江 524000

1 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的研制

1.1 研制背景 隨著科技發(fā)展，輸電線路行業(yè)也迎來巨變，由以往的人工塔下巡視轉(zhuǎn)變?yōu)槊吭聼o人機(jī)精細(xì)化巡視，無人機(jī)的引入，可以在高空發(fā)現(xiàn)人眼無法發(fā)現(xiàn)的缺陷，大大提高輸電線路本體缺陷的發(fā)現(xiàn)率。經(jīng)統(tǒng)計無人機(jī)精細(xì)化巡視發(fā)現(xiàn)缺陷中，螺母、螺栓、插銷缺失、松動缺陷占到了80%。大批量缺陷發(fā)現(xiàn)后廣東電網(wǎng)公司出臺了缺陷消缺指標(biāo)，緊急重大缺陷消缺為100%，一般缺陷消缺率為98%。而本體缺陷涉及到停電消缺。而如今南方電網(wǎng)對線路停電嚴(yán)格控制，加之本體缺陷停電消缺時間長。大部分缺陷并未得到及時消缺，嚴(yán)重威脅線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以研制一種可視化帶電緊固螺栓工具刻不容緩。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 為解決現(xiàn)有問題輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具，應(yīng)有屏蔽環(huán)、絕緣操作桿、電機(jī)，套筒、插銷器、Wi Fi可視化系統(tǒng)。

1.3 絕緣桿設(shè)計 考慮到輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具，操作人員屬于地電位帶電作業(yè)，按照帶電作業(yè)組合間隙標(biāo)準(zhǔn)，地電位作業(yè)，作業(yè)人員與帶電體最小電氣安全距離110k V線路應(yīng)不小于1 m，220k V線路應(yīng)不小于1.8米。以110k V線路為例，根據(jù)110k V線路耐張玻璃絕緣子金具組裝串，包括延長環(huán)、U型螺絲，直角掛板，三角連板、調(diào)整板以及耐張線夾長度，共為2994 mm。考慮到電機(jī)較重，力矩、以及人機(jī)功效等方面，設(shè)計絕緣桿長度為1.2 m?3。另外，考慮到為帶電安裝，在絕緣桿手持部分安裝電機(jī)遙控開關(guān)。

1.4 可視化系統(tǒng)設(shè)計 考慮到本工具為地電位帶電作業(yè)，人體不得進(jìn)入強(qiáng)電場范圍內(nèi)，加之絕緣桿較長，絕緣桿頂端電機(jī)較重，肉眼準(zhǔn)確找到螺母位置難度較大，故加裝一套可視化Wi Fi系統(tǒng)，包括Wi Fi攝像頭、WiFi發(fā)射裝置?？紤]到夜間作業(yè)光線不足問題，在Wi Fi攝像頭上加裝LED燈一個，滿足不同環(huán)境、不同天氣問題。能更準(zhǔn)確的看清螺栓及插銷位置，方便操作。

1.5 電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 電機(jī)系統(tǒng)為本套工具的核心。針對高壓輸電線路感應(yīng)電問題，電機(jī)采用無刷電機(jī)，電機(jī)外部加裝感應(yīng)電屏蔽裝置。電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有：小電箱、無刷電機(jī)、電機(jī)絕緣殼、電機(jī)屏蔽殼、內(nèi)齒輪、扳手沖擊總成、鋁頭殼四方輸出軸、套筒定位銷、套筒扳手組件、插銷器，電池過載保護(hù)、電機(jī)驅(qū)動板、遙控信號接收及驅(qū)動裝置。其中配套套筒6套，可滿足輸電線路所用所有螺母尺寸，如：M16、M24等。鋁頭殼四方輸出為弱磁材料制成，保證套筒在使用過程中不會脫落。套筒亦應(yīng)使用弱磁材料制成，確保螺母不會脫落。使用輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具緊固的螺栓力矩應(yīng)達(dá)到，架空輸電運(yùn)行規(guī)范或者設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的80N.m。

另，電機(jī)與絕緣桿接頭位置為可轉(zhuǎn)動設(shè)計，適應(yīng)了輸電線路電壓等級、桿塔類型、桿塔結(jié)構(gòu)以及安裝人員習(xí)慣不同導(dǎo)致的螺栓及插銷安裝位置不同的問題。使用可轉(zhuǎn)動設(shè)計，該工具可全方位、無死角的緊固塔上任何一枚螺絲。

1.6 工具試驗 工具制作完成后，我們委托深圳一家專業(yè)電力設(shè)備檢測對輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具進(jìn)行試驗，包括耐壓試驗、振動試驗、力矩試驗，均能滿足目前電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢允褂?。

2 工具的應(yīng)用

2.1 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的使用方法及步驟 首先，將輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具中的絕緣桿連接，在安裝握把處屏蔽環(huán)，之后安裝將電機(jī)與絕緣桿頂部連接。根據(jù)需緊固的螺母尺寸選擇相對應(yīng)的套筒安裝。人員在辦好帶電作業(yè)工作票后，在核對桿塔信息及天氣后，滿足作業(yè)條件。人員身穿屏蔽服登塔作業(yè)，絕緣桿為伸縮式，在根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，選擇拉出絕緣操作桿長度并鎖死，防止脫扣。作業(yè)人員打開Wi Fi攝像頭，調(diào)出攝像頭畫面。打開LED射燈。根據(jù)視頻畫面找到需要帶電緊固的螺母套入。套入穩(wěn)固后，操作人員按下手柄處的電機(jī)遙控開關(guān)，直到電機(jī)無法轉(zhuǎn)動則為緊固完成。之后人員下塔，塔上無遺留物，工作完成。收回工具，定期保養(yǎng)即可。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 該裝置為帶電工作，原本需要長時間停電消缺的缺陷不需停電了，大大減少客戶停電時間，提高供電可靠性，也大大提高客戶滿意度。

3.2 該裝置為電動作業(yè)，取代老式的人力作業(yè)方法，符合人機(jī)功效，大大節(jié)省作業(yè)人員體力。

3.3 加裝可視化Wi Fi攝像頭裝置，可以通過視頻快速準(zhǔn)確的找到所需緊固的螺母位置，大大降低消缺時間，以及作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，一舉兩得。

3.4 電機(jī)與絕緣桿接頭位置為可轉(zhuǎn)動設(shè)計，適應(yīng)了輸電線路電壓等級、桿塔類型、桿塔結(jié)構(gòu)以及安裝人員習(xí)慣不同導(dǎo)致的螺栓及插銷安裝位置不同的問題。使用可轉(zhuǎn)動設(shè)計，該工具可全方位、無死角的緊固塔上任何一枚螺絲。

4 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的應(yīng)用

工具研制出以及實(shí)驗合格后，我們立即將該工具在輸電線路上實(shí)地使用。2019年年中，在無人機(jī)作業(yè)結(jié)束后，我們即對110k V沙金線進(jìn)行帶電緊固螺栓及安裝銷釘總做中，現(xiàn)場應(yīng)用效果比較理想，在保證工作人員安全的前提下，能夠大大提高線路的工作效率。應(yīng)用表明輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具具備方便操作、可視化作業(yè)、易拆卸等優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)束語

本文對輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具進(jìn)行研制，并對其應(yīng)用進(jìn)行分析，依托現(xiàn)有的停電消缺方式有停電時間長、操作復(fù)雜的缺點(diǎn)，以簡單、安全為目的，調(diào)整輸電線路本體缺陷消缺方式，實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計。所研制的輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具很大程度上優(yōu)化了現(xiàn)有缺陷消缺方式，在保證工作人員安全的前提下，能夠大大提高線路的工作效率。