新型输电线路导地线除障装置研制与应用

马永增，齐以涛

（国网浙江省电力有限公司金华供电公司，浙江　金华　321017）

0　引言

近年来，随着社会经济的飞速发展，工业和居民用电量呈直线上涨态势。为满足负荷侧用电需求，国家电网公司加速输电网络建设，输电线路沿途会经过居民住房、林区、水田和鱼塘等复杂环境。

在输电线路运行过程中，异物意外飘落缠绕在输电线路导地线上的事件日趋增多。当异物缠绕在导线上，遇雨、雪、雾天气时将会变成导体，一方面易造成输电线路相间短路或单相接地短路，导致跳闸停电事故；另一方面人员误碰，导致人身触电事故，给人身和输电线路运行带来极大危害[1-3]。因此，研究如何高效、安全地清除输电线路异物具有十分重要的意义。

1　传统异物处理方法

1.1　停电处理

线路运行人员发现导地线异物后，向调度部们申请线路停电，线路停电后检修人员利用软梯头或走线至异物缠绕处将异物清除[4]。该处理方式安全系数高，但增加了非计划停运次数，且影响供电可靠性。停电处理方法主要适用于带电作业安全距离不足或线路已处于跳闸停电的情况。

1.2　带电处理

为保证输电线路供电可靠性，清除导地线异物作业多采用带电处理方式，包括地电位、中间电位和等电位3种处理方式[5]。

1.2.1地电位处理

（1）绝缘操作杆处理法。当异物缠绕位置在杆塔附近且满足带电作业要求时，地电位作业人员在杆塔上利用绝缘操作杆即可将异物清除。根据异物类型，处理前在绝缘操作杆顶端安装相应的操作头，以便处理过程中对导地线异物进行拉拽、切割，进而将异物清除。

（2）双头滑车处理法。当异物缠绕位置在线路档中时，利用绝缘操作杆无法处理，最常用的方法就是双头滑车处理法，如图1所示。其工作原理为：地电位作业人员先登塔，利用绝缘操作杆将双头滑车放置在导地线上，地面配合人员通过绝缘绳将滑车拖至异物悬挂处，通过反复拉动滑车磨断异物，以达到异物脱离导地线的目的[6-9]。该处理方法存在切割性能差、操作不方便和操作观察角度受限等不足，往往导致作业耗时过长。

图1　双头滑车

1.2.2中间电位处理

当异物缠绕位置处于地势平坦、开阔，斗臂车方便到达的导地线上时，优先考虑中间电位处理法。其工作流程为：绝缘斗臂车到达异物缠绕处后，作业人员首先站在斗中并做好安全措施，使其处于中间电位，再利用绝缘操作杆法将异物清除，如图2所示。该处理方法主要适用于配电线路，对驾驶人员的操作要求较高，且线路通道地形复杂时无法采用。

1.2.3等电位处理

作业人员穿戴全套屏蔽服，借助绝缘工具进入强电场，直接接触带电导线，利用软梯头或走线至异物缠绕处将其清除，如图3所示。该处理方法对等电位作业人员专业技术要求高，带电作业强度大、难度较大，且存在一定的安全隐患，目前没有得到广泛采用。

图2　绝缘斗臂车现场作业

图3　等电位现场作业

2　新型导地线除障装置作业方法

2.1新型导地线除障装置

针对常用的双头滑车处理法存在的诸多问题，作业人员从优化切割方式、优化操作方式和优化观察方式三方面着手，研制出一种新型导地线除障装置。该装置主要由遥控动作部分、切割部分和远程监控部分组成，如图4、图5所示。

（1）遥控动作部分。当除障装置到达异物缠绕处时，通过遥控器控制装置前端的2个操作臂，使其夹紧异物。

（2）切割部分。采用电热阻丝熔断方式，操作臂夹紧异物后，对操作臂上装设的电热阻丝通电升温，熔断异物。该方式在处理常见的遮阳网、风筝线和广告条幅等异物时，异物受高温热熔速度快、不起火，且切口不散线。

（3）远程监控部分。除障装置前端装有的高清摄像头，通过视频终端可以对异物处理全过程进行观察。

2.2　带电清除导地线异物作业流程

图4　除障装置主体部分

图5　除障装置视频终端和遥控装置

（1）准备工器具。准备好安全工器具和新型除障装置。安全工器具主要包括：绝缘安全带、绝缘操作杆、绝缘绳、绝缘滑车和气象仪。

（2）登塔至作业点。气象条件满足作业要求后，地电位作业人员携带绝缘绳、绝缘滑车登塔至作业点并挂好绝缘滑车，地面配合人员依次将绝缘操作杆和除障装置传递给地电位作业人员。

（3）放置除障装置。地电位作业人员利用绝缘操作杆将除障装置放置在导地线上，见图6。

图6　现场放置除障装置

（4）清除异物。将除障装置移动至异物缠绕处，通过遥控器控制除障装置夹紧并熔断异物，见图7。

（5）下塔、结束工作。地电位作业人员和地面人员配合将除障装置、绝缘操作杆回收后，地电位作业人员携带绝缘绳、绝缘滑车下塔，清理现场，结束工作。

图7　现场清除异物

2.3　新型除障装置的功能检测

为了在投入使用前发现并排除新型除障装置存在的问题，委托电力工业电气设备质量检验测试中心、全球能源互联网研究院、国网湖北省电力有限公司和国网河南带电培训中心专家组对其进行了功能性试验和评价。

测试专家组在模拟实际110 kV及以上电压等级输电线路上对新型除障装置的遥控动作部分、切割部分和远程监控部分进行了测试[7-12]。经试验鉴定：新型除障装置在输电线路强电场环境中，各部分工作情况良好，功能正常，验收合格。

3　新型除障装置与双头滑车作业对比

与传统双头滑车相比，新型除障装置将摩擦切割方式改进为电热阻丝切割方式，将手动操作方式改进为遥控操作方式，将肉眼观察方式改进为远程视频监控方式，降低作业人员劳动强度，提高了现场作业效率。

新型除障装置投入使用以来，先后在多条带电线路上完成异物清理工作，现场作业效率高，应用效果良好。除障装置处理异物统计见表1。

表1　新型除障装置带电处理异物统计

为了对比新型除障装置与传统双头滑车的作业效果，作业人员在备用S201线上对二者进行了模拟试验。试验前作业人员首先将广告条幅、尼龙飘带和风筝线3种异物缠绕在备用S201线导地线上；其次分别用传统双头滑车和新型除障装置对异物进行清除；最后对2种除障方式除障时间进行对比分析，最终统计数据如表2所示。

表2　2种工具处理异物平均用时统计

由表2可知，与传统双头滑车相比，新型除障装置清除导地线异物的平均作业时间得到大大缩短，作业效率明显提高。

4　结语

新型除障装置在切割方式、操作方式和观察方式三方面进行了创新性地改进，解决了原有双头滑车往复摩擦切割耗时较长、处理过程观察角度受限等难题，在处理各类导地线异物时具有安全可靠、操作简单、灵活高效等优点，现场应用效果良好。新型除障装置的研制优化了带电清除导地线异物的作业方式，缩短了处理导地线异物的平均作业时间，提高了现场工作效率，保证了输电线路安全可靠运行，具有良好的应用前景。