直升機作業在超高壓輸電線路巡視與帶電檢修中的應用

趙志剛，梁利輝

(國網河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070)

直升機作業在超高壓輸電線路巡視與帶電檢修中的應用

趙志剛，梁利輝

(國網河北省電力公司檢修分公司，石家莊 050070)

介紹直升機巡視背景，結合國網河北省電力公司直升機巡視情況，比較直升機巡視和人工巡視的優缺點，分析直升機在超高壓輸電線路巡視與帶電檢修應用中的關鍵要求和維護技術，并提出直升機巡視的注意事項。

直升機;超高壓；輸電線路巡視;帶電檢修

1 直升機作業的背景及意義

國網河北省電力公司所轄500 kV超高壓輸電線路走廊穿越的地理環境復雜，經常跨越無人區、交通死區和通信盲區，給線路的日常巡視和運行維護工作帶來諸多困難。以前輸電線路的巡視、檢測一直是由人工來完成的。受多種因素的影響，如山區巡檢，鐵塔多處于山頂，許多山坡直立陡峭，攀爬上山非常困難；近年封山育林，植被恢復較快，山草雜木密集，較容易發生滑坡、滾坡事故；夏秋季節青紗帳密集，巡視困難，下雨后極易造成人員摔傷事故和交通事故；合成絕緣子紅外檢測需要夜間帶電登塔進行，危險性較高[1]。而通過直升機巡視，則可以避免或減少這些安全隱患，保證人身安全。

國網河北省電力公司于2007年10月開始獨立進行直升機巡視超高壓輸電線路，租賃國網通用航空有限公司直升機，使用河北檢修分公司航檢吊艙的形式。截至2012年5月共巡視500 kV超高壓輸電線路10 769.3 km，發現缺陷641項，其中紅外危急缺陷1項、嚴重缺陷6項，可見光危急缺陷1項、嚴重缺陷9項。

2 直升機巡視與人工巡視的比較

2.1 技術比較

直升機利用機載陀螺穩定的紅外成像儀可以發現線路上的一些隱蔽缺陷，例如合成絕緣子內部損傷發熱、引流金具發熱等。而這些缺陷是人工巡視很難發現，雖然人工巡視可以配備手持紅外檢測儀，但是由于人工巡視在地面進行，受到巡視位置限制，另外也不可能像直升機巡視那樣全程監視，所以直升機巡視在巡查輸電線路隱蔽性缺陷能力方面有著人工巡視無法比擬的優勢。

直升機在巡視時位于塔頭上方10～15 m位置對導地線、金具和絕緣子等缺陷進行細致的可見光巡視和紅外巡視。而人工巡視則是使用望遠鏡和紅外檢測儀，自下而上對桿塔進行巡視。由于2種巡視方式在巡視位置和觀測角度存在差異，直升機可以很容易的發現導地線、金具和絕緣子在瓶口以上的缺陷，而人工巡視發現的多為外力破壞、桿塔接地和線路走廊這類瓶口以下的缺陷。

根據運行經驗發現，輸電線路在山區和平原地區缺陷類型不同，在山區主要以金具、導地線等瓶口以上缺陷為主，可以占到95%以上，瓶口以上的缺陷相對于瓶口以下的缺陷，平均威害度較大。山區部分線路處于交通死區，人工巡視難度較大，而直升機巡視不受地形限制，且發現隱蔽性缺陷能力突出，所以山區線路應以直升機巡視作為主要手段，人工巡視作為輔助手段。

2.2 巡視數據比較

以國網河北省電力公司檢修分公司所轄45回500 kV輸電線路為例，比較2011年度直升機和人工的巡視結果。線路總長3 256.8 km，其中山區共有鐵塔1 043基，占14.3%；丘陵共有鐵塔710基，占9.7%；其余線路全部為平原地形。直升機完成全部線路航檢僅需120 h，而人工完成巡視需20天左右,直升機巡視速度明顯占有優勢。

統計結果顯示，2011年度直升機巡視發現瓶口以上導地線、金具、絕緣子類缺陷共計112項；人工巡視發現瓶口以上導地線、金具、絕緣子類缺陷共計48項。

3 直升機作業在輸電線路巡視中的應用

直升機巡視工作需要由3名工作人員完成，機長、紅外熱像檢查員和可見光巡查員各1名。所需設備包括機載陀螺穩定紅外成像儀、攝像機、數碼照相機、筆記本電腦、硬盤錄相機等配套專用儀器。直升機懸掛吊艙如圖1所示，直升機內部設備如圖2所示。

圖1 直升機懸掛吊艙

圖2 直升機內部設備

巡視時的直升機與各種塔型的最佳巡視位置如圖3所示。直升機距超高壓輸電線路垂直高度約10～15 m，距導線水平距離約15～20 m；飛行距離、高度及角度取決于攝像畫面能否將導線和金具最大地包含并且畫面內設備不相互重疊，距離過近意義不大；飛行速度應保持平穩，平均速度30 km以下較合適，地區山勢起伏較緩時，對直升機影響相對不大，大風時，在線路上風側飛行速度不宜太低。為避免大風將直升機吹向導線，應盡量縮短懸停時間；紅外巡視在春秋季節效果較好，早、晚效果好于中午；當飛行中出現飛行員視野突然失去線路的情況，應立即原地升高，待明確線路位置后重新進入工作點。

圖3 直升機與各種塔型的最佳巡視位置

直升機巡視可以發現一些特殊缺陷，如線路瓶口以上本體缺陷情況，見圖4、圖5；引流板松動導致的溫升，見圖6。直升機巡視采用先進的機載設備，可近距離的俯視和側視觀察，尤其是可以快速利用紅外測試儀，對線路電氣設備進行測試，能及時發現平時在可見光范圍內無法發現的內部缺陷。

圖4 調整板與直角掛板連接處螺栓缺螺

圖5 絕緣子串導線端碗頭缺M銷子

圖6 耐張引流板溫升

4 直升機作業在帶電檢修中的應用

4.1 帶電檢修情況

為了提高超高壓輸電線路供電可靠性，20世紀80年代初，我國首次在500 kV超高壓輸電線路上進行帶電檢修作業[2]，河北省電力公司于2007年首次在500 kV輸電線路上開展帶電檢修作業。但隨著我國超高壓乃至特高壓大容量輸電線路越建越多，設備缺陷也越來越多，采用常規帶電檢修作業方式進行線路檢修作業需要耗費大量的人力、物力，效率低，并且受地形、交通、天氣等制約因素影響大，甚至有些項目在某些情況下不能實施，給超高壓輸電線路的安全穩定運行帶來諸多困難和壓力。直升機帶電檢修超高壓輸電線路是提高線路運行水平的一項重要技術措施，我國正積極探索研究直升機帶電檢修輸電線路作業，并取得了較好的效果。2007年6月，在北京沙河試驗站試驗線路上先后進行了直升機帶電安裝防繞擊避雷針、帶電安裝地線標志球、帶電補修導線和帶電更換間隔棒等作業項目，積累了重要的實踐經驗并取得了重要的實驗數據。

4.2 帶電檢修方法

直升機帶電檢修作業是利用直升機良好的機動性能和懸停性能，基于直升機能足夠平穩的靠近導線，并與帶電線路行程等電位，同時直升機與所有不同電位的物體保持絕緣，從而為線路作業提供一個穩定工作平臺，開展帶電檢修作業。直升機帶電檢修作業的關鍵技術問題包括直升機型號、帶電檢修作業方式與方法以及專用工器具。目前，美國的MD-500和BELL206 L-4型直升機都可以滿足直升機帶電檢修的要求[2]。我國目前采用直升機帶電檢修作業方法主要有平臺法和吊索法。

4.2.1 直升機平臺法帶電檢修作業

直升機平臺法帶電檢修作業是采用一個與直升機滑撬牢固連接的平臺，1個或多個帶電檢修作業人員坐在該平臺上開展帶電檢修作業。為保證直升機在作業過程中能保持規定的最小安全距離，在開始作業前應當首先確定線路運行電壓等級、導地線排列方式、線間距離、塔頭尺寸及規定的最小距離。在進入強電場前，直升機以30°角從稍高的高度迎面靠近帶電體，當距離目標10～15 m時，線路操作人員協助飛行員注意觀察直升機周圍間隙，特別是主旋翼、尾槳與線路保持必要的安全距離。在平均海拔高度900 m以下地區進行500 kV超高壓輸電線路直升機帶電檢修作業時，直升機對接地體應保持4.6 m的最小安全距離，對相鄰帶電體應保持6.7 m的最小安全距離。

4.2.2 直升機吊索法帶電檢修作業

為了解決直升機受安全距離要求無法進入等電位或由于作業時間超出直升機允許的懸停時間而無法用平臺法開展檢修作業的問題，提出了直升機吊索法檢修作業方法。該作業方法是利用直升機通過絕緣繩將人、工器具和材料吊到超高壓輸電線路或鐵塔上，工作完畢后再將人、工器具和材料吊下來的一種工作方法，直升機不處于等電位狀態。

無論是平臺法還是吊索法都要求作業時天氣晴朗，風速<3 m/s,能見度>1 km,遇到雨、雪、霧天應停止作業。帶電檢修人員、直升機駕駛員以及其他在機上與機外懸吊的人員必須穿戴全套合格屏蔽服，線路檢修人員應以等電位方式與操作平臺連接。

5 直升機作業工作中注意事項

由于飛機在飛行過程中會出現振動，紅外巡檢裝置必須配備高效的穩定裝置，才能保證采集圖形的清晰穩定。紅外巡視受地面反光等環境干擾較大，為達到最好效果，應根據不同季節和不同地理環境選擇不同飛行方向及觀察角度。宜選擇在早、晚時間或陰天、多云天氣下進行。目前各種紅外線設備均無法在超低溫(零下30°以下)環境下正常工作。因此紅外巡視應盡量避開嚴冬(零下15°以下)進行。紅外線飛行巡視速度在30 km/h以下即可滿足發現熱點要求。為完全把線路包含到紅外檢測范圍內，飛機應在線路斜上方45°，與最近導線距離應盡量保持在15 m左右。

6 結束語

利用直升機在超高壓輸電線路上開展巡視和帶電檢修作業，可以大幅度提高工作效率，降低勞動強度，是電網運行檢修技術的發展方向。與人工操作必須停電的項目，人工難以完成或完成代價過高項目相比，直升機作業具有明顯優勢。為輸電線路安全穩定運行提供了一種全新的、有效的保障措施，提高了電網運行安全穩定性和供電可靠性。

[1] 陳 韜.直升機在輸電線路運檢工作中的技術研究[D].北京：華北電力大學，2010.

[2] 李國興.我國直升機電力作業的現狀與發展[J].電力設備，2006，7(3)：41-45.

本文責任編輯：王麗斌

Application of Helicopter Line Inspection and Live Overhaul in EHV Transmission Lines

This paper focuses on the background of helicopter line inspection,compares advantages and disadvantages between the helicopter line inspection and the manual line inspection,analyzes the key requirements and maintenance technologies of helicopter line inspection and live overhaul in EHV transmission lines,makes some precautions during helicopter line inspection.

helicopter;super-high voltage;power transmission line inspection;live overhaul

2013-02-04

趙志剛(1968-)，男，助理工程師，主要從事500 kV輸電線路運行與檢修技術管理工作。

TM72

B

1001-9898(2013)04-0009-03