無人機驗電掛拆接地線工具創(chuàng)新實踐

趙建輝 程旭 盧景才 王曉瀛 朱文才

摘要：隨著電網(wǎng)的日益擴大，輸電線路數(shù)量快速增長，對供電可靠性要求的越來越高以及供電企業(yè)減員增效的大環(huán)境要求下，機器代替人工，提高作業(yè)效率是輸電專業(yè)必然得選擇。無人機巡檢作為一種快速、高效、有前途的作業(yè)方式必將成為輸電線路巡檢的發(fā)展趨勢，其在輸電線路巡檢中的優(yōu)越性越來越突出。本文提供了一種由無人機代替人工進行輸電線路檢修作業(yè)中驗電、掛拆地線的作業(yè)方式，可以顯著提高作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：無人機 驗電 掛拆接地線

1.傳統(tǒng)驗電和掛拆接地線存在問題

根據(jù)《架空輸電線路安全工作規(guī)程》要求，停電檢修作業(yè)必須進行驗電和掛接地線，工作結(jié)束后拆除。即在停電檢修或施工時，當(dāng)驗明線路確無電壓后，應(yīng)立即將檢修的線路和設(shè)備接地并三相短路，在工作地段各端裝設(shè)接地線，作業(yè)結(jié)束后拆除接地線。驗電掛拆接地線是輸電專業(yè)操作最多的作業(yè)項目，也是消耗人工很大的作業(yè)內(nèi)容。

以往檢修、消缺、施工時需要檢修人員傳遞驗電器、絕緣手套、3根接地線共計8斤左右的工具桿塔進行驗電懸掛接地線，作業(yè)人員需要逐相驗電后再逐相掛拆接地線。直線桿塔需要20分鐘將接地線掛好，如遇到001號耐張桿塔，引流線外偏較大，有的外偏達1.5米以上，檢修人員必須探出身子操作，人員很難掛好接地線導(dǎo)線端，需要重復(fù)操作費時費力，安全危險增加，風(fēng)力稍大時尤為嚴重。

2.無人機驗電掛拆接地線方法研究

筆者按照供電可靠性、最大限度保障用戶持續(xù)用電的要求，識別并確定關(guān)鍵顧客及相關(guān)要素。分析并確定出內(nèi)外部顧客及其他相關(guān)方的關(guān)鍵需求是解決驗電掛拆接地線操作繁瑣、勞動強度大的問題，提出了用無人機來代替人工登塔作業(yè)的思路。通過對無人機載重能力，無人機載重飛行平穩(wěn)能力，無人機抗電磁干擾能力，無人機操作可視化等性能進行測試綜合考量后，研制基于無人機的驗電掛拆接地線組合工具。

2.1整體設(shè)計

借鑒：①無人機拋掛弧垂繩原理②原有驗電接地原理③磁吸附的原理（圖1），通過無人機攜帶驗電和接地工具至塔上，減少人員勞動強度，從研制出一種無人機驗電掛拆接地線組合工具。

2.2分步實施

a.無人機選擇

通過對市面上常見的梟鷹400、易瓦特D2、大疆經(jīng)緯M600等機型的對比分析，最終選取大疆經(jīng)緯M600無人機作為作業(yè)平臺（圖2）。各參數(shù)測量，均滿足要求，同時對無人機進行了動作試驗（每人進行10次），結(jié)果均可以有效載重裝置，且續(xù)航能力滿足設(shè)計要求。

b.制作固定接地線裝置

固定接地線裝置選用鐵鎳鈷材料制作圓形接地端，確定其合適尺寸及厚度。 接地端與導(dǎo)線端之間用截面積不小于25mm2軟銅線連接。導(dǎo)線端線夾一側(cè)安裝30cm輔助桿，完成后進行試驗及目標(biāo)值檢查，安排8名作業(yè)人員分別模擬作業(yè)50次，試驗結(jié)果無明顯位移，接地良好連接可靠，可有效地固定在橫擔(dān)及導(dǎo)線上。

c.制作T型支桿裝置

首先測量起落架安裝距離及高度，確定T型桿的桿長為40CM，選用絕緣操作桿的材料加工制作，然后安裝在無人機上進行試驗及目標(biāo)值檢查，對加工后的支桿裝置實物進行參數(shù)測量，8名作業(yè)人員同時進行50次動作試驗，支桿裝置無明顯變形、聲光報警正常滿足作業(yè)要求。

d.制作拆除保險裝置

為了保證無人機可以順利拆除接地線，安裝一個拆除保險裝置。通過拉動接地線導(dǎo)線端裝置上的拉環(huán)，可以順利拆除接地線。同時為了防止無人機作業(yè)過程中出現(xiàn)炸機事故，需要安裝一個安全感應(yīng)裝置，在無人機與驗電及接地裝置之間力矩超過60N時，可以斷開裝置之間的連接，保證無人機安全返航。小組對拆除保險裝置（圖3）進行試驗驗證，均滿足要求，同時模擬現(xiàn)場操作50次，成功率為100%，設(shè)計符合要求。

2.3實施效果

研制成功后，將該“無人機驗電掛拆接地線組合工具”交付班組進行帶電作業(yè)應(yīng)用，在作業(yè)現(xiàn)場中均使用該作業(yè)工具進行作業(yè)，小組人員對現(xiàn)場使用情況進行了跟蹤調(diào)查。只需一人地面操作，節(jié)省人力和時間，解決了傳統(tǒng)驗電掛拆接地線作業(yè)時間過長、體力消耗較大的難題，進一步提高了作業(yè)人員安全性。驗電掛拆接地線是安規(guī)中明確規(guī)定的停電檢修必須進行的作業(yè)，在電力行業(yè)中廣泛存在，且鑒于該工具可以人員遠距離操作，提高作業(yè)人員安全性;結(jié)合無人機技術(shù)，提高電網(wǎng)檢修的智能化水平;只需一人操作，節(jié)省人力和時間。因此在電力行業(yè)具有良好的推廣前景。

3總結(jié)

科技的發(fā)展以及專業(yè)交流的加深，越來越多的新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電線路是必然的趨勢。隨著無人飛行器成本的降低和性能的提高，必將越來越廣泛的應(yīng)用于高壓輸電線路運檢專業(yè)。無人飛行器已經(jīng)可以部分代替人工實現(xiàn)常規(guī)的線路巡視檢修工作，如果續(xù)航能力得到有效解決，隨著微型處理器性能的提高和距離傳感器性能的提升，實現(xiàn)復(fù)雜的作業(yè)項目操作的人工代替和施工現(xiàn)場和檢修作業(yè)現(xiàn)場的安全監(jiān)護工作也許就在不遠的將來。

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