750千伏输电线路“导线翻转”处理方法及辅助工具应用

甘肃送变电工程有限公司天水输电运检中心 常浩鹏 王新忠 阎 森 徐 东 焦小强 张建东

采用多旋翼飞行器抛绳技术、借助辅助工具的应用快速有效地处置导线翻转扭绞缺陷，避免因长期风力作用而造成的导线间磨损，达到保证输电线路安全运行目的。

1 工作内容及现场勘查情况

我中心运维的750kV 某二回线路422号～423号海拔高度2010m～2032m 之间，线路塔身、导地线、金具、绝缘子串上均有覆冰(雾凇)，档内中相导线不均匀覆冰和舞动跳跃，导线发生舞动翻转利用辅助工具恢复的工作。

处理前组织人员对导线翻转现场进行勘察，750kV 某二回线路422号～423号位于平凉市崆峒区麻武乡后沟村，海拔高度2010～2032m 之间，本线路地貌单元以黄土塬及低山台地为主，其次还有高山大龄地区，存在少有的垭口地形。黄土塬及低山台地地形起伏较大，侵蚀及切割较剧烈，地层破碎，纵横沟谷发育，由黄土梁、峁及沟谷共同构成，较平缓的山坡多已开垦为梯田。黄土塬及低山台地，地层以黄土为主，风积成因、浅黄～褐黄，稍密、稍湿，多见针状孔隙，垂直节理发育，厚度大于10m，具有强烈的湿陷性。

该二回线路呈垂直排列，覆冰区采用单回线路，呈水平排列，全线覆冰设计为20mm，基本设计风速按7m/s 风速区设计。污秽等级（A回，c级污秽区占92.87%；e 级污秽区占7.13%。B 回，c 级污秽区占92.90%；e 级污秽区占7.10%）；导线采用6×LGJ-400/50钢芯铝绞线，分裂间距均为600mm，左地线采用1×19-13-1270-A-GB 1200，右光缆采用OPGW-120型24芯光缆[1]，跳线采用鼠笼式钢性跳线结构型式。导线翻转扭绞发生在东凉Ⅰ线单回线路某耐张段的422～423号档中相。缺陷段的线路设计参数如下：422号塔型ZB12、呼高43.5m、海拔1992m,422号塔型ZB22、呼高51m、海拔2018m,二者档距529m，耐张段长/代表档距3019/460米，导地线型号/最大设计张力（N/mm2）6×LGJ-400/50/30207N/根，间 隔棒数量11，线防震锤JLB20AC-150。

750kV 某二回线路422号～423号单回线路档距内共安装11个间隔棒，导线发生180°翻转为档距内4号大号侧第(3、4)、(8、9)间隔棒之间的导线段，导线翻转方向为面向大号侧绕六分裂导线轴线方向顺时针旋转导致翻转，经现场勘察，发现扭绞导线段有较大的电流声，存在电晕放电现象。422号～423号导线翻转情况如图1所示。导线翻转扭绞后会随着当地风力及气象条件变化情况，长时间受力发生不规则振动[2]，且不能随着导线自重而恢复的现状，容易造成金具损坏，导线断股或断线，从而导致停电事故。

图1 导线翻转现场照片

2 方案论证及设备设施配置

2.1 方案论证

特高压输电线路具有电压等级高、输送距离远、输送容量大特征，目前只有中国西北地区有750kV特高压输电线路，正常输送功率3000MW、每相导线通过电流431A。停电检修或停电时间较长，将会对国民经济收入造成影响或损失[3]，及时处理导线翻转对确保电网的安全、可靠、稳定运行具有十分重要的意义。

由于750kV 高压输电线路杆塔高、发生导线翻转的地形较差、人员无法在导线上作业等因素，且导线发生翻转时受风力、导线振动等影响，导线相交位置导线相互摩擦，易发生导线断股、断线等情况，危及线路运行安全，需及时进行处理恢复。目前处理导线翻转的作业方法尚不成熟，普遍采用落线处理方法，耗时长、处理难度系数大。本次设计时提出一种新型处理750kV 导线翻转的处理方法及辅助工具，采取带电作业方式，利用多旋翼无人机抛绳技术及在导线翻转区段内选择合适位置装设辅助工具相结合的方式方法，利用导线自重及地面作业人员施加的反作用力使其恢复原状。为确保该项处置工作安全高效开展，中心申请八旋翼大载重无人机配合作业，同时挑选具有丰富带电作业经验、线路运维工作经验的班组长进行现场协作配合作业。

2.2 多旋翼飞行器的选择

多旋翼飞行器型号CXDX1108M，最大直径1.5米（翼尖距）；电机轴心距1.2米；全高0.80米；自重18kg（含机载电池）；最大载重40kg；最远遥控距离1000米；单次飞行时间≤20分钟；放线架尺寸0.4米×0.8米；线盘直径0.7米、槽宽0.2米；轻型引绳比重3.5公斤/千米；轻型引绳直径3mm；轻型引绳破断拉力75公斤；包装桶直径0.5米、高0.85米。

2.3 多旋翼飞行器操控步骤及说明

展开八旋翼，先打开遥控器电源再接通机身电源，必须进行指南针校准方可飞行。所使用的是2.4G抗干扰信号发射机，遥控距离1公里，不能同时用两只以上2.4G 遥控器同时接力控制。起飞前首先接通飞行器电源，再打开遥控器电源，颠倒次序不能飞行。接通飞行器电源后，需用观察指示灯、听声音等两条途径来判断飞行器是否能正常起飞。观察指示灯方法：上电后LED 灯正常的闪烁方式为红灯闪3下、紫灯快闪2下，否则电路不正常，请重新上电或检查线路设备。听声音方法：上电后8只电调会同时发出音乐声123和5声自检蜂鸣音，先连续4声"嘟"音，最后1声"嘟"音长鸣1～2秒结束，听到"嘟、嘟、嘟、嘟，嘟"表示上电正常，可启动电机怠速测试，若声音不正常原因可能是电机烧坏或电调损坏或线路切断。

2.4 主要工器具、作业人员、车辆配置

主要工器具配置如下：多旋翼飞行器CXDX1108M2台（租赁）；安全工器具有网状红马甲1套、急救/1个、工器具毯2张；工器具有Φ4×200m 迪尼玛绳4根、Φ11×200m 半静力绳4根、导线保护绳钩2个、1.5T 锚钻2个、1.5m 撬杠4个、1.5T 滑车4个、3t U 型环4个、机动绞磨1台、辅助工具1套；通讯、数码设备有对讲机3台、数码相机1台。工作负责人1人，安全监护人1人，多旋翼飞行器操作员1人，地面配合人员10人，车辆4台。

3 处理方法、预防措施及建议

3.1 导线翻转情况及受力分析

某750kV 二回线路的单回区段422号～423号海拔高度2010m～2032m 之间。地形为山地、植被茂盛，天气为雨夹雪、东北风4级、温度-4℃、湿度99%、大雾能见度不足15m，线路塔身、导地线、金具、绝缘子串上均有覆冰(雾凇)。档内中相导线不均匀覆冰和舞动跳跃，导线发生舞动翻转。

导线舞动主要发生在高压多分裂导线输电线路中。它是在特定的季节(冬季)导线覆冰时，由于间隔棒限制了导线的自身轴线回转运动，很容易形成导线单侧覆冰；由于垭口特殊地形的条件，当水平方向风速达到5～20m/s、风向与线路夹角大于45°时，在导线单侧覆冰的扭转力和风力的作用下，分裂导线就会随着覆冰位置的不同而产生自激振动产生舞动[4]。舞动频率一般为0.1～1Hz，舞动轨迹通常为偏离垂向为长轴的椭圆形，并伴有导线绕轴线的交变扭转，致使导线扭转交缠在一起。

3.2 现场处理过程

国内对于750kV 及以上线路导线翻转的情况很少见，在对其采取处理措施反面缺少研究，往常都通过采取停电降落导线的方式消缺；本次验证的是无人机配合自主研发的工具进行实践处理。

3.2.1 现场准备

分析咨询预定实施作业日期的天气情况，确保无人机抛绳不受天气影响作业。处理前对现场进行勘察，利用无人机测量导线对地面的实际距离，计算处理翻转导线所用绳索长度，确定固定受力绳索位置进行地锚设置。观察现场抛绳无人机的停机、起飞及抛绳位置，能使处理翻转的绳索达到预定位置。研究改进翻转导线辅助工具，能够顺利将导线翻转辅助工具与导线连接，处理完毕后能够顺利脱离导线，并保障导线不受损伤。

3.2.2 处理过程

(1)进入现场，作业人员必须核对线路“三号”，识别线路色标，并确认无误；(2)结合现场实际，在中相导线左边20m～30m 处选择多旋翼飞行器起降点，并按照安全文明施工要求布置现场；(3)根据现场勘察，将拟定的方案对作业人员进行培训交底，分配工作任务确保现场安全、有序开展；(4)检查无人机抛绳挂钩、抛绳重锤连接是否正常。检查无误后，操作无人机携带φ4迪尼玛导引绳按步骤(2)的距离垂直起飞，垂直上升至中相导线水平面0.5米处，水平向右移动无人机，使得机身完全越过导线后开始抛绳，抛绳成功绳端连接受力绳索(φ11的半静力绳)，牵引受力绳索的端头到地面后装入与地锚钻连接的转向滑车中。

(5)将φ11的半静力绳的另一端与导线翻转修复辅助工具(右边)连接，同时辅助工具的另一端(左边)也用φ11的半静力绳连接，地面作业人员通过牵引φ11的半静力绳使得辅助工具逐渐靠近导线，最终使得辅助工具的一对挂钩挂在两相邻子导线上(导线扭绞点大号侧第3个间隔棒大号右上、右中子线上)；(6)待步骤(5)完成挂接后，地面作业人员通过机动绞磨牵引辅助工具(左边)的φ11半静力绳，使得导线向扭绞的相反方向转动，同时辅助工具(右边)φ11的半静力绳也给予适当的拉力，防止修复过程中辅助工具脱落；(7)一次牵引使得导线翻转180°后，若导线还未恢复原状，需重复操作步骤(5)(6)，直至导线翻转恢复正常；(8)处理导线翻转完毕，以相反的操作手续结束作业。

图2 现场作业示意图

3.3 预防措施及建议

图3 辅助工具示意图

对于特殊区段的间隔棒进行特殊设计，根据现场条件，可采用对间隔棒加装偏重心装置，使得导线受到外力时，导线自重及间隔棒偏重心装置对其产生阻力矩，从而防止翻转[5]；杆塔布置尽量避免特大档距；按照现场条件及气象条件，适当调整该地区档距内次档距距离，减小相应较大次档距的距离，以增大间隔棒阻力；易发生缺陷处加装在线检测装置或导线振动测量工具，根据测量结果制定相应方案。

综上，高压架空线路距离较长，路径的地表条件和气候很复杂，能够在短时间内安全、高效的解决危及线路运行安全的方法很少，也存在经验积累困难。本文首先对处理导线翻转的方法进行简单介绍，并对其可行性展开分析，效验导线翻转处理方法的安全可靠性。在此基础上通过辅助工具的结构设计、工具效验，研制改进辅助工具，使处理导线翻转的方法及辅助工具成功应用于生产实际。

理论研究和现场检验结果表明：研制的处理方法及辅助工具具有显著的实用性，简洁灵活、实施安全便捷，降低了作业劳动强度，具有很高的实用价值。因此本方法及辅助工具的研发能够短时间及线路带电运行的情况下解决导线翻转的问题，是可实施的先进方法。