輸電線路智能帶電檢修關(guān)鍵技術(shù)研究

孫兵

摘 要：輸電線路缺陷指使用中的線路設(shè)備發(fā)生的異?；虼嬖诘碾[患，缺陷積累誘發(fā)故障，影響輸電線路的安全穩(wěn)定。定期檢修主要為線路運(yùn)行狀態(tài)的檢查及其組件的維修，有助于提高設(shè)備利用效率，延長設(shè)備壽命，預(yù)防事故發(fā)生。帶電檢修指直接接觸帶電部分或在其周圍的帶電區(qū)域開展檢查、測試、維護(hù)和修理工作，可以及時發(fā)現(xiàn)并處置帶電設(shè)備的缺陷，避免因設(shè)備檢修造成的頻繁停電，對保障電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的人工帶電檢修受地理、天氣、工器具、防護(hù)設(shè)施、資質(zhì)、成本等限制，存在風(fēng)險高、勞動強(qiáng)度大、效率低、維護(hù)周期長等問題，已不能滿足現(xiàn)代輸電需求。

關(guān)鍵詞：輸電線路;智能帶電檢修;關(guān)鍵技術(shù)

智能設(shè)備配備傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，可代替進(jìn)入輸電線路危險運(yùn)行環(huán)境的人員進(jìn)行帶電檢修。相關(guān)技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代。近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè)，智能化帶電維修已經(jīng)覆蓋了電力系統(tǒng)的各個方面，包括儀表讀數(shù)、溫度檢測、局部放電檢測等。設(shè)備嚴(yán)密性檢測、帶電水沖洗、外觀檢查、運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測、接線檢查、帶電搭接導(dǎo)線、設(shè)備更換除霜、分支尺寸、智能設(shè)備能夠在實(shí)時環(huán)境下對輸電線路進(jìn)行實(shí)時維護(hù)，克服和彌補(bǔ)人工維護(hù)的技術(shù)缺陷和不足，同時具有靈活性和智能性，適應(yīng)了智能電網(wǎng)的發(fā)展需要。具有廣闊的應(yīng)用前景，適應(yīng)智能電網(wǎng)的運(yùn)維需求。

1配電線路帶電檢修作業(yè)方法

主要有兩種工作方法：一種是絕緣桿工作法，也稱為間接工作法;另一種是絕緣手套工作法，屬于直接工作法。無論采用何種工作方法，都必須與帶電體和接地體直接接觸，才能有效地進(jìn)行絕緣操作。如果整個工作空間相對較小，電氣設(shè)備相對密集，在相對適宜的位置設(shè)置絕緣隔板，保證技術(shù)人員與生活體的隔離，更好地控制操作人員的工作狀態(tài)。特別重要的是，在實(shí)際工作中，工作人員不能簡單地穿戴屏蔽服和導(dǎo)電手套，而必須高度重視絕緣工作。

2輸電線路智能帶電檢修的關(guān)鍵技術(shù)

2.1將直升機(jī)應(yīng)用于帶電作業(yè)技術(shù)工作中

應(yīng)用斬波器已成為配電線路帶電作業(yè)的主要趨勢。廣泛應(yīng)用于配電線路的快速、安全維護(hù)，同時也廣泛應(yīng)用于配線、巡檢、生活用水沖洗等。這不僅從根本上提高了配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的應(yīng)用和可靠性，而且促進(jìn)了配電線路帶電作業(yè)技術(shù)的長期穩(wěn)定發(fā)展。降低操作人員工作壓力，提高輸配電線路帶電作業(yè)效率。直升機(jī)在配電線路帶電運(yùn)行技術(shù)中的應(yīng)用是電力部門今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容，符合技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展的趨勢。能夠充分實(shí)現(xiàn)實(shí)時操作技術(shù)的功能和價值，具有廣闊的發(fā)展前景。

2.2智能帶電檢修裝備的取能技術(shù)

可靠的動力供給可保障智能裝備大范圍、長時間的帶電檢修。智能帶電檢修裝備的能量應(yīng)方便獲取、轉(zhuǎn)化效率高、狀態(tài)可控，相應(yīng)地，蓄能元件也應(yīng)滿足容量大、壽命長、重量輕、體積小等要求在能量來源方面，傳統(tǒng)的動力源主要為燃油，對智能裝備的荷載需求大，需定期補(bǔ)充，且燃油會增大智能帶電檢修裝備劇烈碰撞與意外墜落后爆炸的風(fēng)險。蓄電池可減小智能帶電檢修裝備的體積和重量，但由于電池容量與壽命有限，需人工定期充電或更換電池。光電池直接從野外環(huán)境下取能，便于拆裝維護(hù)，然而，受限于環(huán)境光照條件、智能裝備的荷載量、光電池的尺寸、能量轉(zhuǎn)化率及控制難度，直接采用光電池對長時間野外作業(yè)的檢修裝備供能的可行性較低。充電基站的應(yīng)用打破了電池對智能帶電檢修裝備的制約，智能裝備運(yùn)動至充電座對接即可自主取能，但該取能方式同時也增加了智能帶電檢修裝備開展帶電檢修過程中的無效路徑。在線取能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸電線路的智能帶電檢修裝備的動力持續(xù)供給，例如，電力無人機(jī)和架空線路機(jī)器人通過電磁感應(yīng)線圈從裸導(dǎo)體表面取能，軌道式機(jī)器人則通過導(dǎo)軌內(nèi)滑觸線取能。直接從帶電裸導(dǎo)體取能存在輸出功率小、效率低、電能質(zhì)量差等缺點(diǎn)，匹配電磁感應(yīng)線圈與磁芯參數(shù)、優(yōu)化能量傳輸方式、建立保護(hù)電路等可以解決上述問題。

2.3應(yīng)用帶電水沖洗系統(tǒng)

帶電清洗絕緣設(shè)備是防止配電線路閃絡(luò)的有效手段。生活用水沖洗系統(tǒng)可根據(jù)電壓等級、最佳水壓、水流、噴淋角度等自動智能設(shè)計，一旦絕緣閃絡(luò)問題不能及時解決。系統(tǒng)直接進(jìn)行清洗，確保配電線路絕緣設(shè)備的清潔。生活用水沖洗系統(tǒng)是今后配電線路發(fā)展的主要方向。隨著帶電作業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，帶電作業(yè)在不斷提高作業(yè)效率和質(zhì)量，提高作業(yè)安全性和可靠性等方面將發(fā)揮非常重要的作用。

2.4智能帶電檢修裝備的導(dǎo)航技術(shù)

導(dǎo)航技術(shù)融合傳感信息，依據(jù)定位和地圖，實(shí)現(xiàn)智能帶電檢修裝備對可通行區(qū)域及運(yùn)動方向的判斷與選擇。導(dǎo)航?jīng)Q定智能帶電檢修裝備的運(yùn)行，使其快速到達(dá)指定位置，主要有局部導(dǎo)航和全局導(dǎo)航2類方式。局部導(dǎo)航是在環(huán)境信息未知或部分已知的條件下，根據(jù)智能帶電檢修裝備與參考點(diǎn)之間的信息差決策路徑的方法。在環(huán)境信息已知的條件下，全局導(dǎo)航基于衛(wèi)星遙感地圖或三維場景規(guī)劃智能裝備長距離行駛路徑。導(dǎo)航技術(shù)是檢修裝備自主巡檢的關(guān)鍵技術(shù)之一，傳感技術(shù)的發(fā)展為檢修裝備導(dǎo)航提供了新的思路和工具。同時，將局部導(dǎo)航與全局導(dǎo)航結(jié)合的方式也是未來智能檢修裝備發(fā)展的方向。

2.5全面提升技術(shù)人員的綜合素質(zhì)

提高帶電作業(yè)技術(shù)在配電線路中的應(yīng)用水平，關(guān)鍵是提高帶電作業(yè)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。操作人員是該技術(shù)應(yīng)用的一線操作人員，其綜合素質(zhì)直接決定著現(xiàn)場維修的質(zhì)量水平。定期組織專業(yè)人員學(xué)習(xí)帶電作業(yè)技術(shù)，邀請具有較高實(shí)踐知識和技能的人員擔(dān)任培訓(xùn)班教師，不斷提高自身能力更好地參與現(xiàn)場工作的技巧。根據(jù)帶電作業(yè)技術(shù)的實(shí)際特點(diǎn)，要建立更有針對性的檢查審核制度，充分掌握技術(shù)人員的水平，用具體的項(xiàng)目來檢查作業(yè)技術(shù)人員能否提供有效的解決方案，真正提高技術(shù)人員的水平。

2.6智能帶電檢修裝備的防護(hù)技術(shù)

處于高電壓、強(qiáng)電磁環(huán)境中的智能帶電檢修裝備可引起電場畸變甚至局部放電，進(jìn)而干擾帶電檢修和輸電線路的安全穩(wěn)定。為提高智能帶電檢修裝備對輸電線路的適應(yīng)性，應(yīng)加強(qiáng)其對高電壓和強(qiáng)電流的耐受性能，主要體現(xiàn)在裝備絕緣與電磁防護(hù)兩方面。其中，絕緣須根據(jù)輸電線路的運(yùn)行電壓等級，選取合適的機(jī)體結(jié)構(gòu)和材料，并合理規(guī)劃智能裝備的運(yùn)行軌跡和進(jìn)出等電位的方式;電磁防護(hù)須結(jié)合輸電線路的電流大小與類型，選取合適的屏蔽、濾波及接地方式。面向智能帶電檢修裝備的絕緣與電磁防護(hù)設(shè)計主要包括安全參數(shù)測算和防護(hù)硬件加裝。安全距離校核是安全參數(shù)測算的主要內(nèi)容。智能帶電檢修時不僅應(yīng)滿足輸電線路的安全距離要求，還需預(yù)留充足的作業(yè)空間以保證其動作不引起組合間隙放電。防護(hù)硬件包括機(jī)械防護(hù)、屏蔽和絕緣等機(jī)構(gòu)，其設(shè)計與加裝方式可參照人工帶電檢修的安全防范措施。其中，機(jī)械防護(hù)用于減輕潮濕、曝曬、撞擊等影響;屏蔽防護(hù)用于抑制環(huán)境電磁干擾，主要采用金屬屏蔽網(wǎng)包覆智能裝備的機(jī)身或主體部件;絕緣防護(hù)用于避免局部放電對智能帶電檢修過程的干擾。此外，加裝等電位夾持機(jī)構(gòu)和改進(jìn)接觸部位的材質(zhì)可降低智能帶電檢修裝備與帶電體的電位差，提升智能帶電檢修的安全性。

2.7做好帶電作業(yè)機(jī)械手的應(yīng)用

帶電作業(yè)機(jī)械手已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。機(jī)械手的應(yīng)用不僅可以大大提高工作效率，而且可以有效降低人力物力成本，達(dá)到緩解經(jīng)濟(jì)壓力的目的。使用帶電作業(yè)機(jī)械手時，操作員必須在地面或高空控制臺上進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)。它還可以使用機(jī)械手，配置各種作業(yè)機(jī)具，實(shí)現(xiàn)配電線路帶電作業(yè)的自動操作，提高配電線路帶電作業(yè)的檢修質(zhì)量水平。

3結(jié)論

配電線路檢修對于電力資源的正常供應(yīng)具有積極的作用。為了保證配電線路的高水平檢修，需要應(yīng)用帶電作業(yè)技術(shù)，以提升配電線路檢修工作的質(zhì)量。

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