基于5.8G无线图传系统的长横担直线绝缘子串地电位带电更换工具及方法研究

罗培焱

摘要：输电线路具有覆盖范围广，传输距离远等特点，为减少输电线路走廊占据的土地资源和节省运维成本，同塔多回杆塔使用越来越普遍。同塔多回线路结构杆塔对输电线路走廊资源进行了多重复用，减少了树线矛盾出现的概率，减少线路巡视的成本。

220kV长横担线路直线塔，采用垂直提升更换悬垂绝缘子串的地电位带电作业方法，若使用传统的作业站位，2号电工处于塔身处通过绝缘操作杆进行打销和扶碗等工作，一方面导线侧弹簧销很难取出，另一方对等电位电工体能和臂力要求较大；若采用等电位作业，作业工器具、作业流程都将变得更为复杂，作业安全性降低。近几年，无人机在输电线路巡检应用方面取得了不少成果，其中成熟的无线图传系统就可以完全地移植到多个领域。能够为传统的带电作业工具装上眼睛。

关键词：无线图传系统；直线绝缘；方法研究

一、长横担直线串地电位带电更换工具研制及更换方法的研究与实现

长横担直线串地电位带电更换方法不改变原有的承力装置，仍采用传统的导线垂直提升方法，将绝缘子受力转移至高强度绝缘绳或者绝缘直线拉板（棒）上，然后地电位进行导线侧碗头的打销和扶碗工作。带电更换的基本流程不变，但是要将2号电工站位从塔身转移至杆塔横担处，使2号电工进行导线侧碗头的打销扶碗工作不受横担长度和其他导线和绝缘子串的影响的影响。

新的站位方法，2号电工站在横担上，视线受绝缘子阻挡，需要在操作杆曲臂处安装微型无线图传摄像机，通过5.8G图传发射器，将视频信息实时地传输到操作桿尾部的图传接收机上，2号电工可像传统方法一样进行操作。以5.8GHz无线电波代替同轴电缆为视频数据传输载体实现发射端和接收端的绝缘，以满足《安规》中关于输电带电作业的要求：220kV不小于 1.8米、110kV不小于1.0米。

1、两种站位方法对比

（1）传统站位方法

优点：长期使用，作业人员能轻松掌握技巧，操作流畅，2号电工能直接观察导线侧碗头、球头和弹簧销的状态，便于操作。

缺点：在长横担作业环境中，对2号电工的臂力、稳定性和体能有较高的要求，某些横担长度可能超过7米（目前常用对接式绝缘操作杆最长的为7米）。当导线测碗头开口方向朝外侧时，2号电工的视线受阻，无法直接观察弹簧销情况，不便于取销或打销工作的进行。如果直线串为同侧双导线架设的情况，外侧串无法用此方法进行更换。因而传统站位方法具有一定的局限性。

（2）新站位方法

优点：对于2号电工来说，使用操作杆只需竖直方向用力，操作简便且不受横担长短限制，能解决碗头开口朝各个方向的情况。

2、两种站位方法下操作杆的受力情况分析

根据不同的作业方法建立受力模型：图中两种站位状态操作杆及打销扶碗器重量为G（忽略操作杆长短差异及手持部分长度的重量差异），操作杆长为6米，L2为操作人员左右手间的距离约为0.5米，L1为操作杆到支点操作杆重心的距离，近似为杆长的1/2，约为3米。

这是操作杆平持状态，还未操作时的受力情况。如果在扶碗作业过程中，传统站位方法中的G将叠加一个来自于碗头的力，等价重心将往操作杆前段移动，合力的力矩L1也将变得更大，F2将大于6·F1。显而易见，新站位方法为2号电工减少了大量的劳动强度，增加带电作业过程的安全性。

3、5.8G无线图传系统

5.8GHz频段比2.4GHz频率更高、更开放，最近几年大量应用于无人机图像实时传输。5.8G与2.4G相比有更强的抗干扰能力和更好的实时性。在带电作业中无线图传的目的是为了实现数据从中间电位向地电位传输，对传输距离的要求并不高，所以选择功率小、发热小、省电的200mW-600mW小功率发射装置即可满足要求。随着民用无人机的普及，无线图传系统也日趋成熟，能轻松地获得相关的设备资料。5.8G图传发射器以广播的形式发送视频数据，能进行一对多传输，不仅为杆塔上作业人员提供操作视野，也为地面上工作负责人进行作业过程指挥提供依据。

参考文献：

[1]《国家电网公司电力安全工作规程线路部分》Q/GDW1799.2-2013.

[2]《福建省电力有限公司带电作业工作管理规定》闽电生产规〔2010〕40号.

（作者单位：国网福建省电力有限公司龙岩供电公司）