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.國網河北省電力有限公司滄州供電分公司，河北 滄州 061000

2.國網河北省電力有限公司泊頭市供電分公司，河北 滄州 062150

線路巡視是日常運行維護不可或缺的一環(huán)，正常情況下，班組長安排人員巡線是為了了解線路運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)線路缺陷和威脅線路安全運行的情況，為線路檢修提供依據(jù)并確定檢修內容，從而有效預防事故發(fā)生、防止事故擴大。由于高空巡視使用觀測工具的局限性，巡視人員不能全方位地了解線路和設備情況，不能有效發(fā)現(xiàn)部分特定位置的缺陷，匯報巡視結果缺陷情況不全面或無缺陷，對后續(xù)缺陷的處理或線路運行極為不利。在架空故障巡線時，也會因為觀測不到線路上方的狀況，不容易發(fā)現(xiàn)故障點，導致故障處理時間和停電時間相應增加，對優(yōu)質服務的提升產生了較大影響。

1 輸電線路安全巡檢存在的問題

輸電線路巡檢工作對工人來說是一種極其危險和艱辛的工作，然而，為滿足日益增長的社會電力需求，各種電力系統(tǒng)工程規(guī)模不斷擴大，電纜長度隨之增加。傳統(tǒng)的線路排布方式落后，輸電線已經使用了很長時間，對檢修的需求頻率要求較高。對于某些經過修理后仍存在一定問題的線路，其仍需要進行再次維修，但仍然應用傳統(tǒng)的檢修方式并不能滿足線路的檢修需求，無法提高輸電線路的整體檢修質量，造成整個電力線路的維護成本提升。在作業(yè)人員進行輸電線路高空巡視的過程中，存在很多安全隱患。

2 輸電線路安全巡檢裝置

文章結合滄州的地區(qū)線路特征，進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程中的種種意外。高空巡檢過程中常用的裝置包括針對導線異物清除、斷股修補、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量、效率和安全性，能夠有效降低作業(yè)人員的勞動強度，提高工作效率。

2.1 輸電線路帶電補裝開口銷工具

（1）輸電線路帶電補裝開口銷工具研究。輸電線路帶電補裝開口銷的工具一般包括補銷器和絕緣操作桿，通過安裝座將補銷器裝配在絕緣操作桿頂端，可遠距離帶電完成缺失開口銷的補裝操作；通過開口銷姿態(tài)調整機構中圓柱體空心座與啞鈴型連接軸球頭的相對轉動，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；通過開口銷定位機構使開口銷頭部圓環(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，使開口銷的兩個邊并緊，以便于插入輸電線路元件的銷孔中。目前在補裝開口銷作業(yè)時，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、經濟性及工作效率方面都不能達到令人滿意的效果。針對現(xiàn)有技術的弊端，亟須研發(fā)一種結構簡單、操作方便，能在輸電線路不斷電情況下實施補裝開口銷作業(yè)的輸電線路帶電補裝開口銷工具。

（2）主要優(yōu)勢。真正有效地解決了因桿塔形式和空間距離的限制無法補裝開口銷的難題，經多次地面試驗和在桿塔上的實際應用結果表明：①適用于110kV、220kV輸電線路在帶電情況下的補裝開口銷作業(yè)，工作人員不需要進入強電場區(qū)域，提高了操作的安全性。②不僅結構簡單、操作方便，整個作業(yè)過程省時省力，還能顯著提高輸電線路的檢修效率。③制造成本低、應用范圍廣，具有廣闊的推廣前景，能夠帶來極大的經濟效益和社會效益。④保護性強，使工作人員時刻處于一個安全的工作環(huán)境，有效避免了人員傷亡。

2.2 新型導線異物清除裝置

（1）新型導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)正常運作的關鍵手段，其中主要是對架空導線的巡檢，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，甚至有一些巡檢項目靠常規(guī)方法難以完成。因此，亟須研究一種新型導線異物清除裝置研發(fā)來應對相應的復雜情況。

（2）原理分析。新型導線異物清除裝置包括箱體以及與箱體分體設置的信號發(fā)射器，在箱體上設有信號接收器、PLC控制器，信號接收器的輸出端與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構和異物清除機構，在箱體的頂面還設有可將畫面?zhèn)鬏斨恋孛骘@示裝置的攝像裝置。

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

2.3 導線滑車裝置

（1）導線滑車裝置研究。在高壓輸電時經常要將某相高壓線分成兩根子導線，以便于生產制造和施工，也可以輸送更大的電流量，通常在兩根子導線之間每隔一段距離設置有間隔棒，以防止兩根子導線相搭并保證兩根子導線之間保持一定距離。如果導線上的缺陷處于兩個間隔棒中間，朝天滑車就很難到達缺陷處進行檢修。這就需要設計一種更便捷的工具來實現(xiàn)導線上處于兩個間隔棒中間的缺陷處理（見圖1）。

圖1 結構示意圖

（2）原理分析。導線滑車涉及的電力設施包括掛線輪Ⅰ、掛線輪Ⅱ和橫梁，掛線輪Ⅰ和掛線輪Ⅱ分別通過掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ設置在橫梁上，掛線輪Ⅰ和掛線輪Ⅱ設置在橫梁上方,橫梁兩端均設有驅動元件，掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方均與繩索相連，地面操作人員通過驅動元件控制導線滑車跨越間隔棒。站在端面上的作業(yè)人員通過操控驅動元件控制導線滑車順利繞過間隔棒到達導線缺陷處，借助繞過掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方的繩索，將爬梯等工具提升至導線高度，以方便對導線上的缺陷進行處理。此發(fā)明具有結構簡單、操作方便快捷的優(yōu)點，不僅降低了作業(yè)人員勞動強度，還顯著節(jié)省了作業(yè)時間，減少了施工費用。

（3）主要優(yōu)勢。在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的作用下，隨著輸電設計水平的不斷提高，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，利用朝天滑車對導線上的斷線等缺陷進行處理。電機通過傳動元件與兩個滾筒轉軸相連，兩個滾筒轉軸輸入端均設有離合器。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)勢主要表現(xiàn)為以下四個方面：①站在端面上的作業(yè)人員通過操控驅動元件控制導線滑車順利繞過間隔棒到達導線缺陷處，借助繞過掛線輪架Ⅰ和掛線輪架Ⅱ下方的繩索，完成滑車的移動。②將爬梯等工具提升至導線高度，以方便對導線上的缺陷進行處理，克服了原始工作方法中存在的缺陷。③省時、省力的同時也提高了作業(yè)的安全系數(shù)。④該裝置結構簡單，操作方便快捷，降低了作業(yè)人員的勞動強度，有效節(jié)省了作業(yè)時間，也減少了施工費用。

3 結束語

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，主要介紹了幾種應用性能較好的檢修裝置，例如，輸電線路帶電補裝開口銷工具，可以有效提高輸電線路高空檢修的安全性和效率，檢修人員不需要進入強電場區(qū)域；新型導線異物清除裝置，不僅越障能力強，還可通過攝像頭拍攝和判斷是否有異物存在，利用攜帶的裝置進行異物清除，實現(xiàn)自動化處置；導線滑車裝置便于安裝間隔棒，節(jié)省作業(yè)時間。以上檢修工具的研發(fā)和應用提高了輸電線路高空巡檢效率，降低了作業(yè)強度，保證了作業(yè)質量和作業(yè)人員安全，有廣泛的實際應用價值。