摘要：通过具有数字化无线传输功能的承力丝杆应用，可以有效提高输电线路带电作业的安全性，降低作业风险，产生的经济效益和社会效益不可估量。
关键词：无线；数字显示；成立丝杆
1前言
当前国内外在输电线路上广泛采用承力丝杆配套各种金属工具来开展带电作业，承力丝杆大致分为：机械式承力丝杆和液压式承力丝杆。机械丝杆结构简单、易于制造、使用较为广泛，适应性好，但使用时不省力、承载能力不高；液压丝杆承载能力高、使用省力，但制造要求高、结构复杂、成本高。国内外研究机构对于承力丝杆的研究大多集中在金属材料的使用上，如有的采用碳钢与其它合金元素的合结构钢、有的采用主承力部件为碳钢，外部加入不锈钢或铝合金材料等。但对于在承力丝杆上开展数字化的显示功能以及无线传输丝杆的拉力数值的研究均未见报道。
2无线传输数字显示新型承力丝杆应用
现阶段，南方电网公司在输电线路进行绝缘子更换或其它使用承力丝杆的带电作业工作时，基本上采用机械式或液压式丝杆配合金属卡具进行工作，但其功能均较为单一，只有承担拉力的能力。而输电线路大多数杆塔，特别是超高压线路由于高杆塔、大档距和重载荷等原因，可能会导致绝缘子更换工作时作为承力工具的丝杆承担较大的载荷。而且，塔上作业人员与塔上监护人、地面工作负责人之间均有不同程度的距离，无法直接观察承力工具具体承担拉力的准确值，对于丝杆拉力的控制完全由作业人员操作，一旦作业人员工作经验不足或者操作失误，均可能产生过牵引而发生严重的断线事故并导致人员伤亡。
如何在带电作业工作始终让工作负责人或监护人实时监控承力工具的承力状态是今后带电作业数字化发展的方向。不但可实现带电作业的状态检修作业，还可以实现带电作业向数字化智能化工具的现场应用。针对目前带电作业中承力工具无法真实测量拉力数值，安全可靠性相对较低，存在作业安全风险。提出具有数字显示和无线传输功能的承力丝杆研制，使承力丝在工作时将受到的拉力大小数值实时显示在数字显示表（数显表）上，便于操作人员实时观测丝杆受力值；同时通过无线通讯方式将数字信号传输给地面安全人员监测显示端，并在数显表和监测显示端上设计具有拉力过载报警提示，进一步提高了丝杆的安全可靠性。
研制的无线传输、数字显示的承力丝杆将会改变当前单一的拉力功能，为带电作业承力工具数字化智能化的应用发展提供技术支持。新型承力丝具有操作简单、安全可靠、作业中拉力信息精确显示并得以控制。该项目的研制成功，将大大提高带电作业的安全性及可靠性，并能填补南方电网公司在输电线路数字化智能化检修工作领域的空白，对于南方电网带电作业技术的发展起到积极的促进作用。
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将研制的新型承力丝杆首先用于带电作业班组，取得良好效果之后推广应用于输电线路停电检修班组的工作中，最终实现带电作业和停电作业检修时承力工具的数字化远方监控操作。
承力丝杆用于承载拉力，需要确定带电作业使用时拉力的最大值。为保证新型丝杆能基本覆盖500kV及以下线路带电作业需求，根据35kV、110kV、220kV、500kV线路典型耐张段代表档距，分析带电作业气象条件下使用承力丝杆的强度要求，确定所要研制的承力丝杆的载荷范围。
按照新型承力丝杆要求的机械强度高、重量轻、易加工等技术要求进行材料选择；根据承力丝杆需要集成传感元件和数显单元，同时要满足承力丝杆的其它关键技术指标如承载力大、便于使用安装等要求开展结构设计，做到结构紧凑布局合理。
新型承力丝杆要实现数字显示和无线传输功能，需要在承力丝杆有限的结构面或空间上，确定传感器元件和显示单元以及与地面接收器之间的无线传输通讯设备集成应用。主要内容有：传感元件和显示单元的尺寸大小、安装位置、安装方式；元件和单元的功能与选型；无线传输系统的功能与实现要满足承力丝杆高空位置与地面接收设备之间的畅通联系显示，为地面指挥人员提供准确可靠的塔上承力丝杆承载力数值大小；数字显示单元、传感元件和无线传输系统的电源选择要满足可靠耐用、轻量化、装拆方便等技术要求。
对传感器、显示单元和无线传输系统进行系统集成是实现新型承力丝杆研制的关键。除各部件应能满足其自身相应的功能要求外，还需要相互间的配合协同，才能达到新型承力丝杆的数字化显示和无线传输两大功能要求。在完成上述设计研究内容后，根据设计要求开展承力丝杆的加工，加工中主要保证承力丝杆危险部位或截面的机械强度，因此需要采用防止金属加工变形过程后因金相组织变化可能导致的强度下降的失效工艺，以保证承力丝杆的机械强度能满足设计要求。同时，丝杆的加工工艺在倒角、边角、外表面处理上进行人机舒适性考虑。根据国家相关技术标准，对制造完成的承力丝杆开展机械强度试验，确保承力丝杆安全可靠使用。
无线传输拉力数显机械丝杆，在丝杠的叉头一端靠近叉头的地方设置有测控装置，测控装置由测力传感器、数据采集转换电路、显示电路、无线通讯电路和电池等部件组成，测力传感器和数显表之间通过数据传输线连接，工作时丝杠受到的拉力大小实时显示在数显表上，便于操作人员实时观测丝杆受力值；同时通过无线通讯方式连接地面设有安全人员监测显示端，显示端由彩色液晶显示屏、数据接收处理电路、电池等部件组成。数显表和监测显示端具有拉力过载报警提示，进一步提高了丝杆的安全可靠性，为实现带电作业技术向数字化智能化方向发展提供了基础性工具。
3结语
无线传输数字显示新型承力丝杆既可以让作业人员实时监测显示承力丝杠在工作状态下受到的拉力大小值，还能以无线通讯的方式将丝杆承力数据传输给地面工作负责人，以便让多方人员准确评估作业时工具承力的状态，确保安全作业。项目研究对提高电网可靠运行和有效降低作业安全风险有着十分重要的帮助。
作者简介：
王存美（1968.10.8），女；籍贯云南巍山；汉族；学历本科；工程师；从期从事变电运行及生产项目管理。
论文作者:王存美,林勇,赵汝有,高景林,刘润兴
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：作业论文; 拉力论文; 无线传输论文; 工作论文; 功能论文; 人员论文; 工具论文; 《电力设备》2018年第31期论文;