输电线路高空巡检中高效检修工具研究

王 伟，王 彪，朱金猛，王 涛，杨 军

1.国网河北省电力有限公司沧州供电分公司，河北 沧州 061000

2.国网河北省电力有限公司泊头市供电分公司，河北 沧州 062150

线路巡视是日常运行维护不可或缺的一环，正常情况下，班组长安排人员巡线是为了了解线路运行状况，及时发现线路缺陷和威胁线路安全运行的情况，为线路检修提供依据并确定检修内容，从而有效预防事故发生、防止事故扩大。由于高空巡视使用观测工具的局限性，巡视人员不能全方位地了解线路和设备情况，不能有效发现部分特定位置的缺陷，汇报巡视结果缺陷情况不全面或无缺陷，对后续缺陷的处理或线路运行极为不利。在架空故障巡线时，也会因为观测不到线路上方的状况，不容易发现故障点，导致故障处理时间和停电时间相应增加，对优质服务的提升产生了较大影响。

1 输电线路安全巡检存在的问题

输电线路巡检工作对工人来说是一种极其危险和艰辛的工作，然而，为满足日益增长的社会电力需求，各种电力系统工程规模不断扩大，电缆长度随之增加。传统的线路排布方式落后，输电线已经使用了很长时间，对检修的需求频率要求较高。对于某些经过修理后仍存在一定问题的线路，其仍需要进行再次维修，但仍然应用传统的检修方式并不能满足线路的检修需求，无法提高输电线路的整体检修质量，造成整个电力线路的维护成本提升。在作业人员进行输电线路高空巡视的过程中，存在很多安全隐患。

2 输电线路安全巡检装置

文章结合沧州的地区线路特征，进行输电线路安全巡检研究，提高输电线路高空巡检安全程度，尽可能避免输电线路高空巡检过程中的种种意外。高空巡检过程中常用的装置包括针对导线异物清除、断股修补、线夹更换等工具。这些工具可以为日常输电线路高空检修工作提供帮助，提高输电线路的高空检修质量、效率和安全性，能够有效降低作业人员的劳动强度，提高工作效率。

2.1 输电线路带电补装开口销工具

（1）输电线路带电补装开口销工具研究。输电线路带电补装开口销的工具一般包括补销器和绝缘操作杆，通过安装座将补销器装配在绝缘操作杆顶端，可远距离带电完成缺失开口销的补装操作；通过开口销姿态调整机构中圆柱体空心座与哑铃型连接轴球头的相对转动，使开口销姿态与输电线路元件上销孔相匹配，保证开口销顺利插入销孔中；通过开口销定位机构使开口销头部圆环与定位销套装，用定位销压紧单元的压紧螺钉将开口销顶紧，使开口销的两个边并紧，以便于插入输电线路元件的销孔中。目前在补装开口销作业时，受杆塔形式和空间距离的限制，一般采用停电处理和等电位作业两种方法，其在安全性、经济性及工作效率方面都不能达到令人满意的效果。针对现有技术的弊端，亟须研发一种结构简单、操作方便，能在输电线路不断电情况下实施补装开口销作业的输电线路带电补装开口销工具。

（2）主要优势。真正有效地解决了因杆塔形式和空间距离的限制无法补装开口销的难题，经多次地面试验和在杆塔上的实际应用结果表明：①适用于110kV、220kV输电线路在带电情况下的补装开口销作业，工作人员不需要进入强电场区域，提高了操作的安全性。②不仅结构简单、操作方便，整个作业过程省时省力，还能显著提高输电线路的检修效率。③制造成本低、应用范围广，具有广阔的推广前景，能够带来极大的经济效益和社会效益。④保护性强，使工作人员时刻处于一个安全的工作环境，有效避免了人员伤亡。

2.2 新型导线异物清除装置

（1）新型导线异物清除装置研究背景。电力系统中，定期巡检是保证电力系统正常运作的关键手段，其中主要是对架空导线的巡检，常用的巡检方法是人工巡检方法，该方法工作量大、条件艰苦、巡检精度低，特别是对山区和跨越大江大河线路的巡检，存在很大的困难，甚至有一些巡检项目靠常规方法难以完成。因此，亟须研究一种新型导线异物清除装置研发来应对相应的复杂情况。

（2）原理分析。新型导线异物清除装置包括箱体以及与箱体分体设置的信号发射器，在箱体上设有信号接收器、PLC控制器，信号接收器的输出端与PLC控制器的输入端连接，箱体还带有受控于PLC控制器的悬挂爬行机构和异物清除机构，在箱体的顶面还设有可将画面传输至地面显示装置的摄像装置。

（3）主要优势。装置越障能力强，能够高效地清除导线上的异物，使巡检工作方便、快捷、可靠。通过操作信号发射器向信号接收器传递信号。新型导线异物清除装置可通过摄像装置将拍摄到的画面传输给地面显示装置，通过显示装置可直接观察导线上是否有异物，装置还带有旋刀和旋转叉，可对异物进行清除，并且如果导线上有障碍物也可以轻松越障，顺利通过不受阻碍。

2.3 导线滑车装置

（1）导线滑车装置研究。在高压输电时经常要将某相高压线分成两根子导线，以便于生产制造和施工，也可以输送更大的电流量，通常在两根子导线之间每隔一段距离设置有间隔棒，以防止两根子导线相搭并保证两根子导线之间保持一定距离。如果导线上的缺陷处于两个间隔棒中间，朝天滑车就很难到达缺陷处进行检修。这就需要设计一种更便捷的工具来实现导线上处于两个间隔棒中间的缺陷处理（见图1）。

图1 结构示意图

（2）原理分析。导线滑车涉及的电力设施包括挂线轮Ⅰ、挂线轮Ⅱ和横梁，挂线轮Ⅰ和挂线轮Ⅱ分别通过挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ设置在横梁上，挂线轮Ⅰ和挂线轮Ⅱ设置在横梁上方,横梁两端均设有驱动元件，挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ下方均与绳索相连，地面操作人员通过驱动元件控制导线滑车跨越间隔棒。站在端面上的作业人员通过操控驱动元件控制导线滑车顺利绕过间隔棒到达导线缺陷处，借助绕过挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ下方的绳索，将爬梯等工具提升至导线高度，以方便对导线上的缺陷进行处理。此发明具有结构简单、操作方便快捷的优点，不仅降低了作业人员劳动强度，还显著节省了作业时间，减少了施工费用。

（3）主要优势。在现代科技高速发展的作用下，随着输电设计水平的不断提高，铁塔高度逐年增加。采用传统的抛绳法悬挂朝天滑车作业很难成功，只能靠施工人员登上杆塔悬挂朝天滑车，利用朝天滑车对导线上的断线等缺陷进行处理。电机通过传动元件与两个滚筒转轴相连，两个滚筒转轴输入端均设有离合器。绳索、柔性操控绳均为棕绳。挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ在横梁上间隔20cm，横梁两端柔性操控绳分别距离挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ25cm。其优势主要表现为以下四个方面：①站在端面上的作业人员通过操控驱动元件控制导线滑车顺利绕过间隔棒到达导线缺陷处，借助绕过挂线轮架Ⅰ和挂线轮架Ⅱ下方的绳索，完成滑车的移动。②将爬梯等工具提升至导线高度，以方便对导线上的缺陷进行处理，克服了原始工作方法中存在的缺陷。③省时、省力的同时也提高了作业的安全系数。④该装置结构简单，操作方便快捷，降低了作业人员的劳动强度，有效节省了作业时间，也减少了施工费用。

3 结束语

文章围绕输电线路高空巡检中的高效检修工具开展研究与开发工作，主要介绍了几种应用性能较好的检修装置，例如，输电线路带电补装开口销工具，可以有效提高输电线路高空检修的安全性和效率，检修人员不需要进入强电场区域；新型导线异物清除装置，不仅越障能力强，还可通过摄像头拍摄和判断是否有异物存在，利用携带的装置进行异物清除，实现自动化处置；导线滑车装置便于安装间隔棒，节省作业时间。以上检修工具的研发和应用提高了输电线路高空巡检效率，降低了作业强度，保证了作业质量和作业人员安全，有广泛的实际应用价值。