便攜式輸電線路異物處理裝置的研制

趙元林，智勇軍，岐召陽

(國網河南省電力公司平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

便攜式輸電線路異物處理裝置的研制

趙元林，智勇軍，岐召陽

(國網河南省電力公司平頂山供電公司，河南 平頂山 467001)

輸電線路上懸掛的異物若不能及時消除，會影響電網的安全穩定運行，甚至造成輸電線路故障。針對傳統異物處理方法存在破壞性、局限性及工作效率較低的缺點，研制了一種便攜式輸電線路異物處理裝置，其可以沿導線滑動縱橫向切割異物，從而快速消除異物，通用性強，操作簡單，攜帶方便，具有良好的推廣應用前景。

輸電線路；導線異物；電網安全；拋繩器

0 引言

電網的快速發展以及用戶對供電可靠性要求的不斷提高，對電網運行的安全性、可靠性提出了更高的要求。當輸電線路上懸掛異物時，若不能及時、快速處理，必然會影響電網的安全運行，甚至引發線路跳閘事故。

傳統的輸電線路異物處理方法有噴燈燃燒法、繩索鉤掛法、等電位軟梯法、操作桿摘取法、絕緣斗臂車法等，這些方法都存在一定程度的破壞性及局限性，且工作效率較低、用時較長。采用噴燈燃燒法處理輸電線路異物時，異物燃燒時會燒傷導線；采用繩索鉤掛法處理輸電線路異物時，掛鉤在鉤掛異物時，可能刮傷導線；等電位軟梯法只能在單回路或雙回路下層進行；操作桿摘取法只能在靠近桿塔處進行；絕緣斗臂車法受地形以及絕緣臂高度限制，不能在輸電線路上廣泛應用。

為此，研制了一種便攜式輸電線路異物處理裝置。該裝置能在作業人員數量不增加的情況下，安全、快速處理輸電線路上懸掛的異物，且通用性強，操作簡單，攜帶方便。

1 裝置的研制

1.1 研制思路

為了克服傳統輸電線路異物處理方法的缺點，研究人員突破傳統處理工具的技術原理，采用沿導線滑動縱橫向切割異物的方法，提出了新裝置必須滿足在不增加作業人數、不損傷導線的情況下，快速處置各種輸電線路上的異物(如風箏、廣告條幅、錫箔紙、地膜、小樹枝、氫氣球等)，輕便快捷、通用性強的要求。

(1) 新研制的輸電線路異物處理裝置在清除導線異物過程中，兩側刀片應始終與導線保持150 mm左右的距離。這樣在操作過程中刀片不會接觸導線，可以有效避免損傷導線。

(2) 從作業人員操作輕便的角度考慮，裝置不宜過重，裝置重量應不超過1 kg，加上繩索重量不超過15 kg。這樣可以在多回路檔距中任意位置使用而不會對導線弧垂造成影響。

(3) 新研制的輸電線路異物處理裝置應便于攜帶，可在檔距中任何位置懸掛而不受地形限制。

(4) 新研制的輸電線路異物處理裝置應操作簡單，省時高效，能夠實現水平和垂直方向同時切割導線上的異物，盡量將處理各種類型的導線異物所需時間控制在1 h以內。

1.2 研制方案

1.2.1 材質選擇

作為一個切削設備，設計方案中材質的選擇至關重要，其恰當與否將直接決定所研制設備的性能。裝置材質的選擇要根據受力要求、強度要求、整體重量要求進行。通過對數種備選材質可塑性、韌性、強度、硬度以及切削能力的調查試驗，最終決定采用碳鋼。碳鋼具有以下優點：成本低廉，易于購買，具有較好的可塑性、耐磨性、韌性、強度、硬度以及承受沖擊負荷的能力，能較好地滿足輸電線路異物處理裝置的設計要求。

1.2.2 結構設計

根據現場實際需要，同時為了使輸電線路異物處理裝置具有實用性和先進性，采用同軸旋轉切削方案，即采用人工拉動輪軸，帶動同軸刀片轉動來切削導線異物。這樣充分利用人工在地面容易操作的特性，解決了快速消除輸電線路異物的難題。

裝置的結構示意如圖1所示。

圖1 裝置結構示意

該裝置擁有720°的旋轉刀片，整個裝置的重量不超過1 kg，操作簡單，便于攜帶和懸掛，裝置的使用不受地形限制。使用時，將導地線置于導地線行進輪下，將絕緣傳遞繩置于刀片驅動輪上。通過拉繩可以分別拉動垂直刀片驅動輪和水平刀片驅動輪旋轉，進而帶動刀片進行切割運動。刀片能同時切割水平及垂直方向的導地線異物，從而實現對較復雜的輸電線路異物的處理。裝置的實物如圖2所示。

2 現場試驗及效果分析

2.1 現場試驗

裝置研制成功以后，針對常見的不同種類的輸電線路異物(風箏、廣告條幅、錫箔紙、地膜、小樹枝、氫氣球)進行了現場試驗，操作過程如下：

(1) 先用拋繩器將引導繩扔過導線，將引導繩一端穿過輸電線路異物處理裝置提升環；利用引導繩把輸電線路異物處理裝置提升至導線高度，再將輸電線路異物處理裝置懸掛于導線上，松開引導繩后輸電線路異物處理裝置封口自動閉合；

(2) 拉動絕緣傳遞繩進行旋轉切削作業；

(3) 在操作過程中隨時注意導線弧垂的變化情況，弧垂不得超過《電力安全工作規程》中的規定；

(4) 異物處理結束后，進行裝置拆除，其拆除步驟與安裝步驟相反。

圖2 裝置實物

對每一種輸電線路異物進行了3次試驗，統計了每次試驗所用時間，如表1所示。裝置現場操作如圖3所示。

表1 處理不同種類輸電線路異物所用時間 min

2.2 試驗效果分析

通過現場試驗，可得出如下結論：

(1) 研制的便攜式輸電線路異物處理裝置外觀精美，結構簡單，操作便捷；

(2) 裝置切削方式合理，切削導線異物過程中，1人正常情況下能輕松操作;

(3) 裝置整體有足夠的機械強度，切削導線異物作業過程中整體受力良好，各承力部件安全系數為1.557，滿足《電力安全工作規程》對安全系數不小于1.5的要求；

(4) 該裝置操作方便，現場使用無需增加其他輔助工具，操作人員也不需進行特殊培訓，處理各種類型導線異物所需時間均可控制在1 h以內;

(5) 通常處理導線異物需要地面人員5—8人，而采用該輸電線路異物處理裝置最多僅需3人，提高了工作效率，降低了作業人員的勞動強度。

圖3 裝置現場操作

3 應用情況分析

便攜式輸電線路異物處理裝置研制成功后，在某供電公司開展了推廣應用，2016年1—10月共處理導線異物60處，每處工作1天，節省人工費9 000多元。該裝置的進一步推廣應用將能產生更高的經濟效益。

依據《電力建設工程預算定額 第4冊 送電線路工程》的規定，輸電線路維護人員定額為33.1元/天·人，便攜式輸電線路異物處理裝置只需3人操作，傳統處理導線異物方法最少也要8人，那么1—10月節省人工費：

J=M×N×(S1-S2)=33.1×60×(8-3)=9 930 (元)。

其中：J——節省人工費總額；

M——人員維護費用定額；

N——工作天數；

S1——傳統作業法所需人員數量；

S2——采用便攜式輸電線路異物處理裝置所需人員數量。

4 結論

通過對研制的便攜式輸電線路異物處理裝置進行試驗分析，得出了以下結論：

(1) 該裝置重量輕，使用時不會對導線弧垂造成影響。裝置使用時，只需攜帶拋繩器、傳遞繩等輔助工具，便于攜帶；可在檔距中任何位置懸掛而不受地形限制，通用性強。

(2) 該裝置操作簡單，所需作業人員較少。裝置使用時，只需拉動與裝置相連的繩索即可使同軸刀片高速旋轉清除輸電線路異物。經現場試驗驗證，處理各種類型的導線異物所需時間均可控制在1 h以內。

(3) 該裝置安全性高。在清除導線異物過程中兩側刀片始終與導線保持150 mm左右的距離，在操作過程中不會接觸導線，可有效避免導線損傷。

(4) 該裝置維護成本低。裝置在使用過程中無需特殊保養，只需常規性維護。

(5) 該裝置結構簡單、加工成本低，經濟效益好，便于推廣應用。

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2016-11-28；

2017-03-18。

趙元林(1984—)，男，工程師，主要從事電力系統監測與控制方面的研究工作，email：13837561687@139.com。

智勇軍(1962—)，男，高級工程師，主要從事電站運檢工作。

岐召陽(1989—)，男，助理工程師，主要從事電力系統監測與控制方面的研究工作。