摘要：该项目提倡先用绝缘操作杆将异物处理装置悬挂在缠绕异物的导、地线上，通过远程遥控使该装置逐步靠近异物，观察异物缠绕情况后，选择点火燃烧或机械剪断的方法，达到最终带电处理异物的目的。使用该装置可以大大减轻工人的劳动强度，降低工作人员的风险及巡检作业费用，提高输电线路维护作业的质量和效率，提高电力部门自动化作业程度。该装置可实现线上可无线操控移动、点火喷射装置启停的无线操控、汽油喷射装置的无线操控，较好的二次开发，功能扩展功能。
关键词：输电线路；移动式；异物处理；点火；喷油
1项目背景、意义
电网是在电力系统中，联系发电和用电的设施和设备的统称，属于输送和分配电能的中间环节，它主要由联结成网的送电线路、变电所、配电所和配电线路组成。作为支撑国民经济发展的能源支柱，电网在当今社会发展中发挥着不可替代的作用，它关系着整个社会的稳定发展。
如此规模的输电电网中，不免由于各式各样的原因造成电力事故，小则局部元件发生故障，造成局部地区供电影响，大则电力系统主干联络线路跳闸，引起大面积停电事故。因此，对于电力系统问题隐患的预防工作是非常重要的，需要及时发现设备缺陷和沿线环境问题。
随着南通电网规模的不断扩大，变电站的增加，电网传输线路遍布城乡，输电线路通道环境日趋复杂，线路上时常会缠绕一些风筝、飘落的孔明灯、塑料袋、遮阳网等一些异物，已成为影响输电线路安全稳定运行的重要因素，给线路的正常运行带来极大的隐患。在清理这种异物时因为电压等级高，线路高度不一、清理起来难度大，对人力、物力也是很大的消耗。目前，常用的清除架空线异物的作业方法有三种：1）工作人员用绝缘操作杆绑装刀具在横担上进行割除，但操作杆长度有限，受异物所处位置制约。 2）工作人员穿着特制屏蔽服由软梯进入强电场内带电人工清除，需进入强电场等电位作业，风险高、劳动强度大、效率低。 3）工作时停电作业，工作人员用软梯架沿导线移动至异物处手工清除。由于只适用于停电操作，降低了输电线路可用系数，影响供电可靠率。这三种方法都需要投入较多的人力物力，且作业程序复杂、时间长，人劳动强度大，安全可靠性低。同时由于异物种类、缠绕方式多种多样，基本依靠带电作业过程中作业工人“随机应变”来处理异物；有些与配电线路构件缠绕紧密的异物，危险性较高，只能采用停电处理，然而停电处理直接降低了供电的可靠性，造成社会经济损失，影响人民生活。鉴于上述原因，研制一种输电线路异物处理装置是十分必要的，本课题的研究具有十分重要的意义。
2系统设计及研制
项目组经多次讨论，项目方案确定如下：
（1）整个操控方式采用遥控式，距离可达60米以上，最大限度地保证操作人员的安全；（2）为了能实现在输电线路上行走，需要该装置具有移动功能，结合线路特点及维检时的经验，确定采用双驱动轮式机构，能实现前进、后退动作，并要求具有良好的动力，可以满足线路垂度带来的线路倾斜的工作需要；（3）针对目前输电线路存在的异物种类，大多数可以通过燃烧的方法清除，因此确定主要的清除方法为喷火式，来烧断风筝线、烧爆气球、烧毁风筝体、塑料袋（布）等；（4）针对可能存在的较大异物，普通喷火达不到施工要求，则通过喷汽油辅助来完成，将汽油中融入附着剂，把汽油喷射在异物上，再点火烧除异物；（5）要具有较好的再开发能力。本次研制的样机可以根据需要，扩展剪切、视频观测等功能。其中上述的有关操作中均可控，采用遥控实现。
图1输电线路移动式异物处理装置样机
1为喷火部分、2为喷油油嘴部分、3为行走驱动电机、4为行走轮及绝缘限位卡板组件、5为便携把手、6为机架、7为遥控接收模块、8为电源。
2.1机架
输电线路移动式异物处理装置的机架是承载全部零部件的部分，要求具有良好的结构刚性，而自身重量要小。为了能适应异物清除时该装置能在输电线路上行走，则要求行走机构能架于输电线路上，也就是机架要能满足该结构需要。
考虑上述需要，该装置的机架采用3mm的铝板，具有质量轻、刚度足特点，整体设计成“U”型，为了能有良好的易操作性，悬挂侧的“U”边削去一块，即机架为一边高、一边低的结构形式，高的一侧用于安装驱动移动的电机，低的一侧则用于工作时操作的需要，便于将装置悬挂于输电线路上。图2为该机架的结构简图。
图2 机架结构简图
在高的一侧上沿设计有翻边，用于安装提拿时的把手，便于携带。在“U”型机架的高的一侧外侧装有两驱动电机、一套喷火控制装置、一套喷油装置的喷油嘴部分，低的一侧外侧装有携带的汽油储罐，并且预留有视频通讯、剪切装置的扩展位置。
2.2行走部分
行走部分的主要功能是实现装在在输电线路上的移动，以完成不同位置异物的清除工作。行走部分包括两个驱动电机3、两个行走轮及对应的传动系统4。采用双电机驱动，可以实现装置的前进、后退动作，具有优良的动力，在输电线路上克服电线垂度引起的倾斜，行走自如。工作时，通过遥控操作控制装置前进到异物处理的合适位置，停下时电机可以自锁在该位置上。当喷火或喷油工作完成后，遥控操作使得装置后退，远离烧毁异物现场。行走轮部分采用绝缘的凹式轮，可以吻合输电线路的外圆，贴合在输电线上行走，在行走轮的两侧，设计有限位防侧翻的绝缘卡板，保证轮行走时的稳定性，起到导向作用。
行走部分的速度为每分钟60米。为了使得该装置具有通用性，行走轮可以根据输电线路直径进行更换，满足不同场合的工作需要。
2.3喷火部分
输电线路上的大多数异物，如风筝、塑料袋（布）、氢气球、棚布等一般都可以通过火烧的方法清除，该装置主要通过该方法来清除异物。
喷火部分采用遥控电磁阀实现动作，当到达处理位置时，按下喷火按钮，则喷火装置喷射火苗，烧断风筝线、燃烧风筝、塑料袋（布）等异物。
喷火部分主要包括喷火嘴、驱动机构及操控部分。喷火装置可以充气多次使用，具有火焰调节功能。驱动机构采用遥控电磁铁实现。
2.4 喷油部分
当异物较大时，只靠喷火部分来清除效率较低，此时需要喷油装置工作。喷油部分设计有储油器，可以携带1L添加有附着剂的汽油，当工作需要时通过操控，喷射汽油到异物上，再喷火烧毁进行清除异物。
设计中，考虑到汽油的重量问题，所以储油器设计成小巧快换式，可以快速进行替换，或快速取下吸取汽油剂。在连接上采用单向快换接头，设计有阀门，当需要换储油器时，关闭阀门，快速取下储油器，
进行替换或吸油。装上储油器后打开阀门，准备后续工作使用。
2.5遥控部分
按照设计要求，该装置采用遥控操作。设计中，行走部分的两个电机的前进、后退采用一遥控模块，而喷火、喷油部分用另一模块，兼顾工作的效率及避免控制上的信号干扰。
图3 4通道遥控操作模块触点说明
2.6 二次扩展功能
该装置样机上，“U”型机架低的一侧板上留有足够的空间，4通道遥控模块预留有2通道，可以根据需要进行二次开发，扩展如剪切、视频观测等方面的功能。
3 结论
经现场试验，工作人员不进入强电场，先用绝缘操作杆将异物处理装置悬挂在缠绕异物的导、地线上，通过远程遥控使该装置逐步靠近异物，观察异物缠绕情况后，选择点火燃烧的方法，可以解决输电线路异物处理工作中的难题。使用该装置可以优化工作模式，大大减轻工人的劳动强度，提高工作效率，降低工作人员的风险，保证工作人员的人身安全。节省维护成本，提高输电线路维护作业的质量和效率，避免计划外停电，提高电力部门自动化作业程度。
作者简介：
陈晓建（1979~），男，江苏南通人，工程师，长期从事输电线路的维护、检修技术研究。
包翔（1987~），男，江苏南通人，工程师，主要从事输电线路运行及维护工作。
论文作者:陈晓建,康宇斌,包翔,于建华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
标签：异物论文; 装置论文; 线路论文; 作业论文; 机架论文; 输电线论文; 工作论文; 《电力设备》2017年第34期论文;