無人機驗電掛拆接地線工具創新實踐

趙建輝 程旭 盧景才 王曉瀛 朱文才

摘要：隨著電網的日益擴大，輸電線路數量快速增長，對供電可靠性要求的越來越高以及供電企業減員增效的大環境要求下，機器代替人工，提高作業效率是輸電專業必然得選擇。無人機巡檢作為一種快速、高效、有前途的作業方式必將成為輸電線路巡檢的發展趨勢，其在輸電線路巡檢中的優越性越來越突出。本文提供了一種由無人機代替人工進行輸電線路檢修作業中驗電、掛拆地線的作業方式，可以顯著提高作業效率。

關鍵詞：無人機 驗電 掛拆接地線

1.傳統驗電和掛拆接地線存在問題

根據《架空輸電線路安全工作規程》要求，停電檢修作業必須進行驗電和掛接地線，工作結束后拆除。即在停電檢修或施工時，當驗明線路確無電壓后，應立即將檢修的線路和設備接地并三相短路，在工作地段各端裝設接地線，作業結束后拆除接地線。驗電掛拆接地線是輸電專業操作最多的作業項目，也是消耗人工很大的作業內容。

以往檢修、消缺、施工時需要檢修人員傳遞驗電器、絕緣手套、3根接地線共計8斤左右的工具桿塔進行驗電懸掛接地線，作業人員需要逐相驗電后再逐相掛拆接地線。直線桿塔需要20分鐘將接地線掛好，如遇到001號耐張桿塔，引流線外偏較大，有的外偏達1.5米以上，檢修人員必須探出身子操作，人員很難掛好接地線導線端，需要重復操作費時費力，安全危險增加，風力稍大時尤為嚴重。

2.無人機驗電掛拆接地線方法研究

筆者按照供電可靠性、最大限度保障用戶持續用電的要求，識別并確定關鍵顧客及相關要素。分析并確定出內外部顧客及其他相關方的關鍵需求是解決驗電掛拆接地線操作繁瑣、勞動強度大的問題，提出了用無人機來代替人工登塔作業的思路。通過對無人機載重能力，無人機載重飛行平穩能力，無人機抗電磁干擾能力，無人機操作可視化等性能進行測試綜合考量后，研制基于無人機的驗電掛拆接地線組合工具。

2.1整體設計

借鑒：①無人機拋掛弧垂繩原理②原有驗電接地原理③磁吸附的原理（圖1），通過無人機攜帶驗電和接地工具至塔上，減少人員勞動強度，從研制出一種無人機驗電掛拆接地線組合工具。

2.2分步實施

a.無人機選擇

通過對市面上常見的梟鷹400、易瓦特D2、大疆經緯M600等機型的對比分析，最終選取大疆經緯M600無人機作為作業平臺（圖2）。各參數測量，均滿足要求，同時對無人機進行了動作試驗（每人進行10次），結果均可以有效載重裝置，且續航能力滿足設計要求。

b.制作固定接地線裝置

固定接地線裝置選用鐵鎳鈷材料制作圓形接地端，確定其合適尺寸及厚度。 接地端與導線端之間用截面積不小于25mm2軟銅線連接。導線端線夾一側安裝30cm輔助桿，完成后進行試驗及目標值檢查，安排8名作業人員分別模擬作業50次，試驗結果無明顯位移，接地良好連接可靠，可有效地固定在橫擔及導線上。

c.制作T型支桿裝置

首先測量起落架安裝距離及高度，確定T型桿的桿長為40CM，選用絕緣操作桿的材料加工制作，然后安裝在無人機上進行試驗及目標值檢查，對加工后的支桿裝置實物進行參數測量，8名作業人員同時進行50次動作試驗，支桿裝置無明顯變形、聲光報警正常滿足作業要求。

d.制作拆除保險裝置

為了保證無人機可以順利拆除接地線，安裝一個拆除保險裝置。通過拉動接地線導線端裝置上的拉環，可以順利拆除接地線。同時為了防止無人機作業過程中出現炸機事故，需要安裝一個安全感應裝置，在無人機與驗電及接地裝置之間力矩超過60N時，可以斷開裝置之間的連接，保證無人機安全返航。小組對拆除保險裝置（圖3）進行試驗驗證，均滿足要求，同時模擬現場操作50次，成功率為100%，設計符合要求。

2.3實施效果

研制成功后，將該“無人機驗電掛拆接地線組合工具”交付班組進行帶電作業應用，在作業現場中均使用該作業工具進行作業，小組人員對現場使用情況進行了跟蹤調查。只需一人地面操作，節省人力和時間，解決了傳統驗電掛拆接地線作業時間過長、體力消耗較大的難題，進一步提高了作業人員安全性。驗電掛拆接地線是安規中明確規定的停電檢修必須進行的作業，在電力行業中廣泛存在，且鑒于該工具可以人員遠距離操作，提高作業人員安全性;結合無人機技術，提高電網檢修的智能化水平;只需一人操作，節省人力和時間。因此在電力行業具有良好的推廣前景。

3總結

科技的發展以及專業交流的加深，越來越多的新技術應用于高壓輸電線路是必然的趨勢。隨著無人飛行器成本的降低和性能的提高，必將越來越廣泛的應用于高壓輸電線路運檢專業。無人飛行器已經可以部分代替人工實現常規的線路巡視檢修工作，如果續航能力得到有效解決，隨著微型處理器性能的提高和距離傳感器性能的提升，實現復雜的作業項目操作的人工代替和施工現場和檢修作業現場的安全監護工作也許就在不遠的將來。

參考文獻：

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