自動掛脫線滑車的研制與應(yīng)用

黃華安

(廣東電網(wǎng)有限責任公司韶關(guān)供電局，廣東 韶關(guān)512000)

0 引言

隨著社會快速發(fā)展，人們對供電可靠性要求越來越高，而帶電作業(yè)是提高可靠性的重要手段之一。根據(jù)作業(yè)人員所處電位高低，帶電作業(yè)方法可分為地電位作業(yè)法、中間電位法和等電位作業(yè)法。其中，等電位作業(yè)法是指人員與帶電體處于同一個電位上的作業(yè)，作業(yè)時人員與帶電體保持接觸。等電位作業(yè)法最大的特點是作業(yè)人員通過穿戴全套屏蔽服直接接觸帶電設(shè)備進行作業(yè)，故而可有效完成緊急、重大的檢修工作。絕緣軟梯與跟斗滑車是等電位作業(yè)過程中常用的一種帶電作業(yè)工具。在處理斷股導(dǎo)線、導(dǎo)線粘連、導(dǎo)線異物以及安裝或更換間隔棒和防震錘等檢修工作時，都必須通過絕緣軟梯進入強電場實施等電位作業(yè)。在作業(yè)過程，發(fā)現(xiàn)使用跟斗滑車掛取架空導(dǎo)線時，易從絕緣操作桿掛鉤上脫落，發(fā)生高空墜物事件，尤其是操作距離在3 m以上220 kV甚至是500 kV的高壓輸電線路，因滑車掛取所造成的高空墜物及工具損壞事件，不僅延誤了檢修工作進度、增加了工作難度，還會增加地面作業(yè)人員的安全隱患。

韶關(guān)供電公司輸電所所管轄110 kV及以上電壓等級的高壓線路將近4 000 km，日常工作量大，檢修任務(wù)繁重。若因工具問題而導(dǎo)致檢修任務(wù)不能如期完成，則是一起嚴重的安全生產(chǎn)事故。如何為帶電作業(yè)“減負”，降低作業(yè)風險，成為目前架空線路作業(yè)的一大難題。因此，亟需研制出一種簡便高效的帶電作業(yè)滑車工具，為帶電作業(yè)減負并提高作業(yè)安全系數(shù)。

1 輸電線路帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛工作現(xiàn)狀

在進行等電位作業(yè)時，通常情況下采用絕緣軟梯進入導(dǎo)線后進行作業(yè)。首先登塔采用絕緣操作桿將跟斗滑車懸掛在導(dǎo)線上進行作業(yè)，然后通過跟斗滑車將絕緣軟梯懸掛在導(dǎo)線上。而由于導(dǎo)線實際空間位置距地面有一段距離，通過人工獨立作業(yè)完成懸掛絕緣軟梯的作業(yè)難度系數(shù)較高，且較易發(fā)生跟斗滑車掉落的情況。當前懸掛跟斗滑車的主流方法主要有3種。

1.1 登塔懸掛作業(yè)法

對距離輸電鐵塔距離較近的導(dǎo)線位置，由電力檢修作業(yè)人員隨身攜帶直徑較細的絕緣傳遞繩進行登塔人工作業(yè)，通過絕緣操作桿將帶有絕緣傳遞繩跟斗滑車直接懸掛在導(dǎo)線的適當位置上。而對距離輸電鐵塔較遠的導(dǎo)線位置，由電力檢修作業(yè)人員登塔后將一頭連接有一定重量物體的絕緣繩拋過輸電導(dǎo)線，重物會自由落體跌落至地面。地面電力檢修作業(yè)人員將絕緣繩連接固定后隨即牽拉絕緣繩移動至需要進行絕緣軟梯安裝的位置，此方法適用于35～220 kV線路導(dǎo)線側(cè)近端作業(yè)，不限塔高，掛取過程中存在跟斗滑車易從絕緣操作桿掛鉤上脫落，發(fā)生高空墜物事件且單人操作難度大。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須再次登塔拆除絕緣軟梯，或在登塔掛取后留在桿塔上等待工作完成后再進行拆除。該方式掛、拆工作時間約為40 min。

1.2 魚竿拋扔作業(yè)法

由電力檢修作業(yè)人員模擬魚竿拋扔的動作方法將帶有重錘細繩拋扔過輸電導(dǎo)線，由細繩牽拉著絕緣繩穿過輸電導(dǎo)線，再直接將絕緣軟梯金屬梯頭懸掛在輸電導(dǎo)線的檢修作業(yè)位置上，該方式適用于導(dǎo)線對地距離在10 m及以下線路作業(yè)中，并且在牽拉過程出現(xiàn)繞在導(dǎo)線上的絕緣繩來回移動，導(dǎo)致掛軟梯位置較難滿足實際工作需要。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須登塔拆除絕緣軟梯。該方式掛、拆工作時間約為30 min。

1.3 射繩器作業(yè)法

通常使用帶有機械動力的射繩槍或以壓縮空氣為動力的射繩器發(fā)射彈體將細絕緣繩彈射過輸電導(dǎo)線，再直接將絕緣軟梯金屬梯頭懸掛在輸電導(dǎo)線的檢修位置上，該方式適用于導(dǎo)線對地距離在20 m以下的線路作業(yè)中，拋射過程易出現(xiàn)過線或者纏繞在其他相導(dǎo)線上。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須登塔拆除絕緣軟梯。該方式掛、拆工作時間約為30 min。

2 自動掛脫線滑車的技術(shù)原理

掛線機構(gòu)工作原理是輸電導(dǎo)線下方電力檢修作業(yè)人員對自動掛脫線滑車通過無人機拋掛牽引繩再人工牽拉使掛線機構(gòu)能夠逐步接近輸電導(dǎo)線，待自動掛脫線滑車接觸到輸電導(dǎo)線時，通過外力作用，利用自身的結(jié)構(gòu)特點主動勾住輸電導(dǎo)線，且該滑車不會主動從導(dǎo)線上脫落。

脫鉤裝置工作原理是通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉滑輪內(nèi)絕緣繩，絕緣繩上鎖扣卡住脫落環(huán)；牽拉絕緣繩，絕緣繩帶動脫落裝置連接桿以脫落裝置連接環(huán)為軸逆時針運動。當運動至一定幅度時，滑車整體逆時針翻轉(zhuǎn)，開口端有主動脫開輸電導(dǎo)線的趨勢。待自動掛脫線滑車的脫落環(huán)逆時針方向運動到一定位置時，結(jié)合外力作用，掛鉤主動脫開輸電導(dǎo)線，自動掛脫線滑車從導(dǎo)線上脫落。

3 自動掛脫線滑車的基本構(gòu)成及作用

自動掛脫線滑車主要有掛線機構(gòu)、脫線機構(gòu)、滑輪機構(gòu)及固定機構(gòu)。各部分及其作用描述如圖1所示。

1—牽引繩連接塊；2—脫落裝置連接環(huán)；3—脫落裝置連接桿；4—脫落環(huán)；5—連接軸；6—支撐銷軸；7—滑輪；8—軸承；9—主銷軸；10—螺堵。

3.1 掛線機構(gòu)

通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉牽引繩連接塊使掛鉤能夠向接近輸電導(dǎo)線的方向移動，待自動掛脫線滑車接觸到輸電導(dǎo)線時，能夠自動利用自身的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合外力作用主動勾住輸電導(dǎo)線，并保證自動掛脫線滑車不從輸電導(dǎo)線上主動脫落。

3.2 脫線機構(gòu)

通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉滑輪內(nèi)絕緣繩，通過脫落環(huán)給脫落裝置連桿下拉力，帶動掛鉤板脫離導(dǎo)線。

3.3 滑輪機構(gòu)

將絕緣軟梯與繩索連接，在滑輪的一端通過牽拉提前懸掛在滑輪上的牽引繩索，即可實現(xiàn)將絕緣軟梯提升到電力檢修作業(yè)的輸電導(dǎo)線位置，從而實現(xiàn)絕緣軟梯的懸掛。由電力檢修作業(yè)人員對絕緣軟梯進行固定后，即可開始電力檢修作業(yè)。

3.4 固定機構(gòu)

用于實現(xiàn)自動掛脫線滑車的固定，保證自動掛脫線滑車懸掛在電力檢修作業(yè)位置時，不會發(fā)生位移、脫落、打滑等異?，F(xiàn)象。

針對滑車的工作環(huán)境，掛鉤機構(gòu)和脫鉤裝置在絕緣性能及機械性能等方面須滿足實際工作需求。因此，本課題中所研制的自動掛脫線滑車各部件包括掛鉤、滑輪、固定機構(gòu)等均采用絕緣材料制作，絕緣性能優(yōu)異；且經(jīng)某電力液壓科技有限公司測定該滑車整體拉力值可達到350 kg。

4 自動掛脫線滑車的具體應(yīng)用和應(yīng)用效果

4.1 具體應(yīng)用流程

在實際帶電作業(yè)中，自動掛脫線滑車的使用步驟如下：①采用無人機拋掛絕緣牽引繩。②利用牽引繩掛自動掛脫線滑車。

實現(xiàn)自動掛脫線滑車的脫線步驟為：①牽拉滑輪端繩索。②自動掛脫線滑車開始脫離輸電導(dǎo)線。③自動掛脫線滑車脫線完畢。

4.2 應(yīng)用效果分析

在韶關(guān)供電局帶電作業(yè)中，抽取了10次帶電作業(yè)作為本裝置試驗項目，分別使用自動掛脫線滑車和未使用自動掛脫線滑車，所用時間對比如表1所示。

表1 測量時長

經(jīng)實踐證明，按目前傳統(tǒng)的帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛作業(yè)方式，一般作業(yè)完成時間在30～40 min(登塔懸掛作業(yè)法為40 min；魚竿拋扔作業(yè)法為30 min；射繩器作業(yè)法為30 min)，使用自動掛脫線滑車后，作業(yè)時間可控制在12～15 min，帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛工作時間縮減50%以上，且不限塔高，無需作業(yè)人員登塔操作，提升工作效率，保證安全性，兼顧經(jīng)濟性。作業(yè)時間對比如圖2所示。

圖2 作業(yè)時間對比

5 結(jié)語

本課題所研制的是一種通過常規(guī)的人工拉力作用可實現(xiàn)自動掛、脫輸電導(dǎo)線的滑車，主要用于帶電作業(yè)中懸掛絕緣軟梯等帶電作業(yè)工具。該自動掛脫線滑車能夠解決絕緣操作桿懸掛跟斗滑車難、易掉落等問題，保障了帶電作業(yè)的高效和安全。經(jīng)實踐證明，在架空線路進行帶電作業(yè)過程中，該滑車具備一定的可行性及實用性，可廣泛推廣至各供電公司輸電線路帶電作業(yè)中。