免登高接地桿在10kV高空檢修中的應用流程優(yōu)化研究

中圖分類號：TM756 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2025）10-0199-04

Research on application process optimization of rise-free grounding rod in 10kV high-altitude maintenance

ZHANGHuibing1，BAO Xiaofeng2，XU Zhisong，GENG Fei'，TAO Naijun

（1.Yuxi Yimen Power Supply Bureau，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Yuxi 6511OO，Yunan China 2.Yuxi Power Supply Bureau， Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Yuxi 6531Oo，Yunan China 3.Electric Power Science Research Institute，Yunnan Power Grid Co.，Ltd.，Kunming65oO32，China）

Abstract：Although the power outage operation willbecarriedoutin the line before the startof the high-altitude maintenance work，the maintenance personnelare stillvulnerable tothe threatof residual charges inthe wire and equipment due tothe influenceofconductiveinertia，which leads tothedeteriorationof thesafetyof themaintenance work.Therefore，the application of the rise-free grounding rod in the 10kV high-altitude maintenance work is studied.The maintenance standards of typical transmission lines aredesigned from the aspects of tower appearance， towerstabilityand wire tension.The grounding path is established bycombining therise-free grounding rod，sothat theresidual chargeonthe line is introduced intotheground，and theconductive effectofthegrounding path is determined by calculating the grounding resistance.The test results show that when the proposed method is used to perform high-altitude maintenanceon the transmission line，theremaining chargeof thewire islow，and theoperation safety is ideal.

Key words：rise-free grounding rodgrounding pathhigh altitude maintenancesecuritytransmission line

高空檢修作業(yè)作為保障電網正常運行的關鍵環(huán)節(jié)，其作業(yè)效率和安全性直接關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和供電質量。然而，傳統(tǒng)的高空檢修作業(yè)往往需要作業(yè)人員攜帶笨重的工具和設備并通過登高設備進行相關作業(yè)，這不僅增加了作業(yè)人員的勞動強度，也增加了作業(yè)過程中的安全風險1。因此，研究并應用免登高接地桿工具對于提高 10kV 高空檢修作業(yè)的安全性和檢修效率具有重要意義。

在相關領域的研究進展方面，國內外學者已經對高空檢修作業(yè)中不同工具的應用場景進行了深入的分析[2-5]。

對此，本文對免登高接地桿在 10kV 高空檢修作業(yè)中的應用進行深入研究。通過探究免登高接地桿的實際應用場景，從而對檢修作業(yè)技術進行優(yōu)化，以期為 10kV 電力線路的平穩(wěn)運行提供可靠保障。

1免登高接地桿在 10kV 高空檢修作業(yè)中的應用

1.1 10kV 高空檢修標準設計

為對 10kV 高壓輸電線路進行檢修操作，本文通過對塔桿、導線等檢修對象的檢修標準進行設計，從而為后續(xù)的檢修流程提供幫助。首先，需要對塔桿外觀進行檢查。塔桿表面無明顯銹蝕、裂紋、變形等缺陷；塔桿連接部位緊固無松動。然后對塔基穩(wěn)定性進行檢查，確定塔基無沉降、傾斜現象；基礎土壤無流失、松動。同時，塔桿的傾斜度需要不超過設計規(guī)定的允許范圍，對此，需要對塔桿傾斜度進行實際測量計算。假設 h_r 代表塔桿高度， d_r 代表塔桿在水平面上的偏移距離，那么塔桿傾斜角的具體計算公式如下。

式中， θ_r 為塔桿傾斜角，弧度。考慮到在構建實際檢修標準時，傾斜角單位通常為角度值，因此需要將弧度轉化為角度。

在上述塔桿傾斜角的計算過程中，本文假設塔桿和地面的接觸點是固定的，并且偏移距離 d_r 指的是塔桿底部到塔桿在水平面上投影的垂直距離，在實際應用過程中可以根據實際情況對測量公式進行調整]。除了塔桿傾斜角以外，橫擔歪斜度也是衡量塔桿穩(wěn)定性的一個重要指標。橫擔安裝偏斜度通常指橫擔與線路中心的垂直偏差。橫擔歪斜度通常與橫擔的長度、橫擔兩端的偏移量以及橫擔與塔桿之間的夾角等多個因素相關8。假設橫擔的長度為 l_p ，橫擔兩端的偏移量分別為 d_x 和 d_y ，那么可以結合橫擔在水平面上的投影長度 d_p ，對橫擔歪斜度 θ_p 進行計算，具體公式如下：

式中： β_x 和 β_y 分別為橫擔兩端偏移量與水平面上的夾角。基于上述計算結果，本文所構建出的 10kV 輸電線路高空檢修標準如下表1所示。

表1 10kV 輸電線路高空檢修標準 Tab.1Highaltitudemaintenancestandardof 10kV transmission line

通過上述步驟即可完成對于 10kV 高空檢修標準的設計，分別從塔桿外觀、塔桿穩(wěn)定性以及導線張力等多個方面設計出典型輸電線路的檢修標準，為后續(xù)的檢修作業(yè)提供可靠幫助

1.2基于免登高接地桿的接地通路建立

高空檢修作業(yè)涉及高電壓線路，即使線路已停電，也可能存在殘余電荷，這些電荷會導致觸電風險[10]。因此在設計出檢修標準后，為了提高檢修作業(yè)的安全性，本文結合免登高接地桿建立出接地通路，從而將線路上的殘余電荷導人大地，以此有效降低觸電風險，確保檢修作業(yè)人員的生命安全。接地通路建立的示意圖如圖1所示。

圖1基于免登高接地桿的接地通路建立示意圖 Fig.1Schematicdiagramofgroundingpath establishmentbasedonrise-freegroundingrod

由圖1可知，本文采用金屬管作為地下接地極，在選定的接地位置處使用接地鉗將接地線連接到金屬管上，接地線的另一端與免登高接地桿相連]。確保接地極與土壤接觸良好并可以有效地分散電荷。接地桿的另一端則通過連接器與地面接地極相連。在連接過程中，作業(yè)人員需要佩戴絕緣手套和絕緣靴，確保自身安全。同時，還需要注意接地線的長度和走向，避免在作業(yè)過程中產生干擾或安全隱患。使用接地電阻測試儀對接地通路的接地電阻進行測量。判斷接地電阻是否符合要求。若不符合要求，需調整接地極的位置或增加接地極數量，以降低接地電阻[12]。接地電阻的計算公式如下：

式中： R 為接地電阻， ρ 為土壤電阻率， L_e 為接地極長度， r_e 為接地極半徑， s_e 為接地極間距。通過對接地極的長度以及半徑等參數進行調整，可以保證接地電阻在一個合理的范圍內，從而提高接地效果。最后，對整個接地通路進行檢查和測試，確保其工作正常、安全可靠。本文使用絕緣電阻測試儀對接地通路的絕緣性能進行測試，使用電壓表對接地通路的電壓分布進行測量。若測試結果符合要求，則可以開始進行高空檢修作業(yè)。

1.3 高空檢修作業(yè)流程制定

在建立接地通路后設備以及線路上的電荷就會被導入大地，即可開始檢修作業(yè)。對此，本文對檢修作業(yè)流程進行了制定，具體流程如圖2所示。

由圖2可知，本文所制定出的檢修操作主要包括6個部分，分別為前期準備、接地通路建立與驗證、高空作業(yè)準備、高空檢修作業(yè)、作業(yè)結束與清理、記錄與總結[13]。其中，前期準備指的是對必要的檢修工具和設備進行準備與區(qū)域勘察，具體包括免登高接地桿、接地線、絕緣工具、測量儀器等，并對設備狀態(tài)進行檢查，從而確保其能夠正常工作。然后在區(qū)域勘察后按照接地通路建立流程，使用免登高接地桿和接地線建立接地通路，確保接地電阻和絕緣性能符合要求。在區(qū)域清理后搭建臨時工作平臺或使用合適的登高設備，確保作業(yè)人員能夠安全到達檢修位置。對此，本文搭建出臨時檢修工作平臺結構如圖3所示。

通過上述結構可以看出，本文搭建出的檢修平臺主要包括三個部分，分別為主體支撐部分、平臺檢修區(qū)域以及安全防護裝置。其中，主體支撐部分采用折疊式設計，底部配備防滑墊以及穩(wěn)定支架，確保在不同地面條件下都能穩(wěn)固支撐[14。檢修作業(yè)平臺四周設置安全護欄和防護網，安全防護裝置通過安全帶、安全繩和固定點等組件構建一個完整的防墜落網絡，防止作業(yè)人員因失穩(wěn)或意外情況而墜落。在搭建出檢修平臺后，結合上述構建出的檢修標準，分別對導線以及塔桿進行檢修，確保檢修質量符合要求。并在完成檢修作業(yè)與區(qū)域檢查后，對臨時工作平臺進行拆除，對檢修作業(yè)的過程以及檢修結果進行記錄，主要記錄檢修過程中存在的問題及其處理措施[15]

圖4免登高接地桿結構 Fig.4 Climbing free grounding rod structure

圖3檢修作業(yè)平臺結構

Fig.3Structureofmaintenanceoperationplatform

至此，基于免登高接地桿的10kV高空檢修作業(yè)方法設計完成。

2 實驗驗證

2.1 實驗對象

本次實驗所選取的輸電線路檢修項目位于某一地級市，是該地區(qū)電力供應的重要組成部分。由于長期運行及環(huán)境因素影響，該輸電線路出現了一定程度的老化和損壞，為確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，本次實驗將對該輸電線路進行全面的檢修作業(yè)。該輸電線路總長度約為 12×10³km ，采用高強度鋁合金導線，導線截面為 25mm² ，具有良好的導電性能和機械強度。線路沿線共設置塔桿24座，其中角鋼塔14座，鋼管塔10座。塔桿高度根據地形和跨越物不同而有所差異，平均高度約為 15m 對此，本文選取了輸電線路的某一區(qū)域作為檢修區(qū)域。

本次實驗所選取的免登高接地桿主要為分相式快速組裝型接地桿，整體桿長為 1.5m ，凈重 0.85kg. 材質為高強度鋁合金。接地桿整體由接地線、線夾操作桿等結構構成，具體結構以及參數分別如圖4和表2所示。

表2免登高接地桿參數 Tab.2Parametersofheightfree grounding rod

通過采用上述配置的免登高接地桿建立起接地通路，并對研究區(qū)域進行高空檢修，待實驗完成后，對不同檢修方法下的導線剩余荷電量進行對比，從而實現實驗效果的有效對比。

2.3 檢修效果對比

采用本文方法得到的高空檢修作業(yè)的實際檢修結果如下表3所示。

表3高空檢修作業(yè)記錄結果

Tab.3Record resultsof overhead maintenance operation

由表3可知，本方法針對所選區(qū)域輸電線路的問題進行了發(fā)現和修復，相比于檢修之前，檢修后輸電線路的多項性能指標都得到了有效完善。同時為了提高實驗結果的可靠性，本次實驗以檢修過程中導線的剩余荷電量作為對比指標，用于衡量不同檢修方法的實際安全性。其中，導線剩余荷電量越低，代表越多的荷電量已經進行了導出操作，從而證明檢修方法更具備安全性，具體實驗對比結果如下圖5所示。

圖5 不同檢修方法下導線剩余荷電量對比結果 Fig.5 Comparisonresultsof residual load ofconductor underdifferentmaintenancemethods

由圖5可知，在不同方法對輸電線路進行檢修時，不同方法的安全性均有所不同。通過對比導線剩余荷電量可以明顯看出，本文方法采用免登高接地桿可以有效將導線的荷電量進行導出，從而保證檢修人員的操作安全。

3結語

本文通過對免登高接地桿的實際性能進行分析，提出了一種針對10kV的高空檢修作業(yè)方法。并通過進行對比實現，對免登高接地桿的實際應用效果進行分析，進一步證明了本文提出的檢修作業(yè)方法在實際檢修效果方面的優(yōu)勢。本研究能夠為電力行業(yè)高空檢修作業(yè)提供了創(chuàng)新性的解決方案，有助于推動高空檢修行業(yè)的智能化、自動化發(fā)展。

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（本欄目責任編輯：張玉平）