高压输电线路带电进入强电场作业新装备的应用

褚泉

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局输电管理处 内蒙古 乌海市 016000

摘要：随着电网的快速发展，高压和超高压输电线路成为越来越多的骨架电网，对供电可靠性的要求也越来越高。开展带电作业处理线路缺陷和安装附属设施，可以大大减少停电次数，提高供电可靠性和电力企业效益。目前，高压输电线路带电进入电场的主要方式是通过张力塔自由进入或爬绝缘梯进入强电场，然后沿着电线走到工作地点。但是，以上两种进入强电场的方式都有一定的弊端。研究带电作业的新方法、开发新工具，是保障带电作业安全、提高作业效率的重要手段。为了更加安全、便捷地开展输电线路带电作业，积极组织研究探索。采用无人机抛掷系统抛掷绝缘工作绳的新方法，操作人员可以快速方便地悬挂绝缘工作绳，有效降低了操作人员的劳动强度，大大提高了带电作业的效率，提高了带电作业的安全性和适用性。

关键词：带电作业；空投绳索；强电场；

一、带电作业进入强电场装备组成

1.抛绳无人机。抛绳无人机的主要任务是将绝缘牵引绳抛投至导线上，并且飞行器在飞行过程中要能尽量减少与带电导线的相间组合距离，因此，飞行平台应具备体积小、可扩展、易控制、起飞重量大、着陆场地小特点。综合无人机的硬件配置、续航能力、适用范围等方面，选择大疆经纬M100作为飞行平台，本机对称电机轴距650 mm，按照设计的要求，220 kV线路最小相间距为3.5 m，500 kV线路最小垂相间距为10 m，弧垂的最小允许偏差为+3%，《电力线路安全工作规程》中规定，220 kV线路等电位作业中最小组合间隙为2.1 m，500 kV线路等电位作业中最小组合间隙为4.0 m。按照上述要求进行计算，当本机穿行220~500 kV线路相导线时最小保留的空气间隙为220 kV：3.5~10×3%-0.65=2.55 m、500 kV：10-10×3%-0.65=9.05 m，满足规程规定的220~500 kV线路等电位作业中最小组合间隙为2.1 m和3.9 m的安全距离要求，因此，本机可以用于220~500 kV线路线档间穿行。

2.绝缘牵引绳和提升机起降绳的选择。绝缘牵引绳和采用凯夫拉纤维绳，它具有耐高温、防火阻燃、耐高压、耐磨耗、耐切割、耐化学腐蚀、耐热性、超强拉力、超低延伸率、轻重量、高模量、耐刺破、尺寸稳定、介电绝缘、机械性能好等特性。无人机绝缘牵引绳选择直径1 mm，牵引力200 kg的凯夫拉绳，提升机起降绳直径10.5 mm，破断力大于4470 daN的凯夫拉绳。经预防性试验及15次耐压冲击试验，满足带电作业要求、无人机牵引绳和提升机的要求。

二、超高压输电线路自身具有的特点分析

为了降低电能的损耗，往往借用变压器将电能升高后进行输送，而超高压输电线路则主要负责高压电能的输送工作。随着人们用电需求的不断增加，超高压输电线路的应用也越来越广泛，为电网行业发展做出了突出贡献。结合实际情况，将超高压输电线路的自身特点进行分析总结，主要有以下几点：第一，超高压输电线路输送电能较多，容量比较大。随着用电量的不断增加，超高压输电线路的工作压力也相应的增大，作为主要的高压电能输送结构，其内部容量非常大，输送的电能比较多。第二，超高压输电线路易受到环境因素的影响。超高压输电线路主要通过塔杆架起线路，长时间暴露在大气环境中，因此受到环境因素的影响也较为严重，特别是恶劣天气，对超高压输电线路的影响巨大。第三，超高压输电线路运行过程中产生较大的电场强度，线路维修难度加大。电压等级将决定电场强度，两者之间存在一定的正相关，所以对于输送超高压的超高压输电线路而言，其在运行过程中将产生较强的电场，如果采取带电作业，将加大维修人员的作业难度。

三、“无人机+提升机”带电作业过程中的关键技术

1.抛绳无人机飞行路线。检修位置处于两边相时，无人机应从边线内侧带绳起飞，飞至高于导线时控制无人机向导线外侧继续上升，且避开架空地线，检修位置处于中相时，则根据现场地形选择飞行路线。

2.作业方法。（1）设置无人机与绝缘绳。距离边相导线垂直投影10 m处设置观测线；在10米观测线外围依次并列设置停机坪和防潮绝缘帆布，在停机坪上设置无人机，在绝缘帆布上以S形布置绝缘绳，绝缘绳的一端连接垂球，垂球与无人机的拖扣装置连接。（2）检查无人机。检查确认无人机的机体结构、遥控器的电池电量、无人机与遥控器数据传输设施、拖扣装置的状态至正常。（3）无人机抛绳。检测风速，在满足无人机飞行要求的风速≤10 m/s条件下，进行无人机抛绳，包括边相作业抛绳法和中相作业抛绳法。（4）边相作业抛绳方法。无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，观测手站在边相导线与地线之间的地面观测，当无人机到达边相导线与地线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，将绝缘绳搭挂在边相导线两侧，无人机原路返回，落回停机坪。（5）中相作业抛绳方法。无人机携带垂球和绝缘绳垂直起飞，在达到2倍的导线对地距离高度后，无人机向线路内侧平飞，观测手站在中相导线与左地线之间的地面观测，当无人机到达左地线和中相导线之间时，操控手遥控打开拖扣装置，使垂球携带绝缘绳垂直落下、坠落在地面，无人机原路返回，落回停机坪。（6）牵引提升机绝缘起降绳与人身防坠保护绳。地面工作人员拆除垂球，将绝缘牵引绳索绑扎连接于绝缘绳一端，拉动牵引绝缘绳的另一端将提升机绝缘起降绳与人身防坠保护绳翻过导线至地面。（7）提升机与人身防坠保护绳的安装。将绝缘绳与人身防坠保护绳受力一端固定好，提升机和人身防坠保护缓冲自锁器安装在垂直不受力的绝缘绳另一端，安装好后打开提升机开关，确认上升下降功能与紧急停车至正常，然后做冲击试验，保证受力正常。（8）等电位电工进入强电场。等电位电工穿着全套合格的屏蔽服，且各点连接完好，腰间悬挂电位转移棒，坐上提升机，防坠自锁器连接后备保护绳，等电位电工启动提升机，根据自身情况调整上升速度，在距离导线0.5 m时停车，使用电位转移棒进行电位转移，待电位转移完毕后，继续将提升机上升到靠近导线，等电位电工将安全带腰绳挂在导线上，摘除腰间自锁器的连接，自行攀爬进入到导线上。（9）带电检修。等电位电工到达导线后悬挂延长绳并将延长绳包裹住整相导线，脱开安全带与导线的连接，等电位转移到缺陷位置消除缺陷。（10）退出等电位。缺陷消除后进行等电位退出，退出顺序与进入顺序相反。

总之，将“无人机+提升机”的作业方法应用到超、特高压输电线路带电作业中，实现了超特高压输电线路带电作业自动化，不仅大大减轻了带电作业的人力投入，同时又能够快速、安全、高效的完成带电抢修工作，实现了带电作业里程碑式的发展。这种全新进入强电场的作业方法不受塔型、地形的限制，还能解决了紧凑型铁塔及大跨越地段进入强电场的困难。此方法已在云南省高海拔地区500 kV及以下的电压等级的各型输电线路成功实践了多次，无人机与提升机在强电磁环境中不需要进行二次屏蔽，虽然新方法还需进一步的完善、改良，但无疑已成为超、特高压带电作业技术新的研究方向。

参考文献：

1. 王艳.高压输电线路带电进入强电场作业新装备的运用.2019.

[2]吴晓丽.关于高压输电线路带电进入强电场作业新装备的应用：2020.