輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的研制與應用分析

楊德獎 尹文波 林曉敏 吳幸均 田 亮

廣東電網湛江供電局 廣東 湛江 524000

1 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的研制

1.1 研制背景 隨著科技發展，輸電線路行業也迎來巨變，由以往的人工塔下巡視轉變為每月無人機精細化巡視，無人機的引入，可以在高空發現人眼無法發現的缺陷，大大提高輸電線路本體缺陷的發現率。經統計無人機精細化巡視發現缺陷中，螺母、螺栓、插銷缺失、松動缺陷占到了80%。大批量缺陷發現后廣東電網公司出臺了缺陷消缺指標，緊急重大缺陷消缺為100%，一般缺陷消缺率為98%。而本體缺陷涉及到停電消缺。而如今南方電網對線路停電嚴格控制，加之本體缺陷停電消缺時間長。大部分缺陷并未得到及時消缺，嚴重威脅線路安全穩定運行。所以研制一種可視化帶電緊固螺栓工具刻不容緩。

1.2 結構設計 為解決現有問題輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具，應有屏蔽環、絕緣操作桿、電機，套筒、插銷器、Wi Fi可視化系統。

1.3 絕緣桿設計 考慮到輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具，操作人員屬于地電位帶電作業，按照帶電作業組合間隙標準，地電位作業，作業人員與帶電體最小電氣安全距離110k V線路應不小于1 m，220k V線路應不小于1.8米。以110k V線路為例，根據110k V線路耐張玻璃絕緣子金具組裝串，包括延長環、U型螺絲，直角掛板，三角連板、調整板以及耐張線夾長度，共為2994 mm?？紤]到電機較重，力矩、以及人機功效等方面，設計絕緣桿長度為1.2 m?3。另外，考慮到為帶電安裝，在絕緣桿手持部分安裝電機遙控開關。

1.4 可視化系統設計 考慮到本工具為地電位帶電作業，人體不得進入強電場范圍內，加之絕緣桿較長，絕緣桿頂端電機較重，肉眼準確找到螺母位置難度較大，故加裝一套可視化Wi Fi系統，包括Wi Fi攝像頭、WiFi發射裝置?？紤]到夜間作業光線不足問題，在Wi Fi攝像頭上加裝LED燈一個，滿足不同環境、不同天氣問題。能更準確的看清螺栓及插銷位置，方便操作。

1.5 電機系統設計 電機系統為本套工具的核心。針對高壓輸電線路感應電問題，電機采用無刷電機，電機外部加裝感應電屏蔽裝置。電機內部結構有：小電箱、無刷電機、電機絕緣殼、電機屏蔽殼、內齒輪、扳手沖擊總成、鋁頭殼四方輸出軸、套筒定位銷、套筒扳手組件、插銷器，電池過載保護、電機驅動板、遙控信號接收及驅動裝置。其中配套套筒6套，可滿足輸電線路所用所有螺母尺寸，如：M16、M24等。鋁頭殼四方輸出為弱磁材料制成，保證套筒在使用過程中不會脫落。套筒亦應使用弱磁材料制成，確保螺母不會脫落。使用輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具緊固的螺栓力矩應達到，架空輸電運行規范或者設計標準中規定的80N.m。

另，電機與絕緣桿接頭位置為可轉動設計，適應了輸電線路電壓等級、桿塔類型、桿塔結構以及安裝人員習慣不同導致的螺栓及插銷安裝位置不同的問題。使用可轉動設計，該工具可全方位、無死角的緊固塔上任何一枚螺絲。

1.6 工具試驗 工具制作完成后，我們委托深圳一家專業電力設備檢測對輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具進行試驗，包括耐壓試驗、振動試驗、力矩試驗，均能滿足目前電力行業標準?？梢允褂?。

2 工具的應用

2.1 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的使用方法及步驟 首先，將輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具中的絕緣桿連接，在安裝握把處屏蔽環，之后安裝將電機與絕緣桿頂部連接。根據需緊固的螺母尺寸選擇相對應的套筒安裝。人員在辦好帶電作業工作票后，在核對桿塔信息及天氣后，滿足作業條件。人員身穿屏蔽服登塔作業，絕緣桿為伸縮式，在根據現場實際情況，選擇拉出絕緣操作桿長度并鎖死，防止脫扣。作業人員打開Wi Fi攝像頭，調出攝像頭畫面。打開LED射燈。根據視頻畫面找到需要帶電緊固的螺母套入。套入穩固后，操作人員按下手柄處的電機遙控開關，直到電機無法轉動則為緊固完成。之后人員下塔，塔上無遺留物，工作完成。收回工具，定期保養即可。

3 技術創新點

3.1 該裝置為帶電工作，原本需要長時間停電消缺的缺陷不需停電了，大大減少客戶停電時間，提高供電可靠性，也大大提高客戶滿意度。

3.2 該裝置為電動作業，取代老式的人力作業方法，符合人機功效，大大節省作業人員體力。

3.3 加裝可視化Wi Fi攝像頭裝置，可以通過視頻快速準確的找到所需緊固的螺母位置，大大降低消缺時間，以及作業人員的勞動強度，一舉兩得。

3.4 電機與絕緣桿接頭位置為可轉動設計，適應了輸電線路電壓等級、桿塔類型、桿塔結構以及安裝人員習慣不同導致的螺栓及插銷安裝位置不同的問題。使用可轉動設計，該工具可全方位、無死角的緊固塔上任何一枚螺絲。

4 輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具的應用

工具研制出以及實驗合格后，我們立即將該工具在輸電線路上實地使用。2019年年中，在無人機作業結束后，我們即對110k V沙金線進行帶電緊固螺栓及安裝銷釘總做中，現場應用效果比較理想，在保證工作人員安全的前提下，能夠大大提高線路的工作效率。應用表明輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具具備方便操作、可視化作業、易拆卸等優點。

5 結束語

本文對輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具進行研制，并對其應用進行分析，依托現有的停電消缺方式有停電時間長、操作復雜的缺點，以簡單、安全為目的，調整輸電線路本體缺陷消缺方式，實現本文設計。所研制的輸電線路可視化帶電緊固螺栓工具很大程度上優化了現有缺陷消缺方式，在保證工作人員安全的前提下，能夠大大提高線路的工作效率。