(广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000)
摘要:本文主要是以激光大炮处理、多旋翼式无人机及多自由度的机械电热处理、喷火无人机烧毁飘挂物处理这三种当下最为先进的异物处理法应用优势、缺陷、适用范围、异物处理具体方案进行深度地研究。从而能够更为有效地把握输电线路导地线的异物处理操作方法或者技术，充分发挥技术优势，便于提升输电线路导地线的异物处理操作效率及安全系数，确保输电线路总体能够维持安全的运行状态。
关键词:输电线路；导地线；异物处理；方法；
前言：
输电线路的导地线倘若挂有异物，一般会采用线路停电，并由技术员填写好工作票，再组织其余技术员上塔进行清理。这种传统的异物清除法不仅降低系统供电的可靠性，且还威胁到人员作业的安全性。故急需探索者更具科学性及适用性的处理方法，便于今后更好地开展南方电网输电线路内导地线的异物处理工作。
1、激光大炮处理方法
1.1 应用优势及缺陷
激光大炮处理方法，可实现直接远距离、快速、安全、及时地清除异物，设备无需停电，也无需人员登塔，克服传统的处理方法所有不足之处，操作便捷，既省时又省力。激光大炮远程清除异物装置，是用于清除线路上飘挂物首台激光式发射器。在一定程度上，激光与火往往不同，并非见什么就烧什么，而是依据不同波长进行选择性处理。二氧化碳（CO2）激光，主要用于切割一些非金属激光，如遇金属会迅速反射，故并不会对导线产生损害。虽然，在使用过程中不存在过多的环境限制因素。但是，还需操作者注意不要对着其他人员或动物，以更好地提升该处理方法实际应用的安全系数及异物清除效果。
1.2 异物处理具体方案
1.2.1 设计激光器
借助SolidWorks软件绘制二氧化碳的激光器设计图纸，如图1-1、1-2、1-3所示，为激光器的总体设计。
1.2.3 制作激光切割的飘挂物总体装置
①制作激光器；②安装瞄准系统；③安装支架。
1.2.4 现场应用
步骤一：查找并发现有缺陷线路的飘挂物；步骤二：激光切割的飘挂物总体装置安装；步骤三：瞄准相应飘挂物；步骤四：飘挂物的切割处理；步骤五：完成飘挂物的清除操作。
2、多旋翼式无人机及多自由度的机械电热处理方法
2.1 应用优势及缺陷
机械手，其各个自由度均是由操作的机构独立驱动各个关节所实现。因而，实际应用期间自由度及关节，其在表达该机械手运动的灵活度方面处于意义相通状态。机械手臂至少应当具备的自由度为3个，从第1个手臂、第2个手臂、剪切装置等来实现。同时，借助私服电机便可操控着手臂逐渐向下、上摆动，该电热丝开展垂直及水平剪切各项操作。待无人机在悬停至安全位置之后，便可借助对多自由度式机械臂操控其异物的处理功能实际运行。遥控操控多旋翼式无人机及无线搭载控制，均在该无人机的机械臂及镍铬的电热丝处活动，通过持续发热来实现对于异物的熔断处理操作，实际操作过程相比较于输电线路的导地线传统异物处理操作方法更具有灵活性，可提升异物处理效率及输电线路总体运行可靠性。但是，在这种处理方法也往往存在着一定缺陷，就是对于技术人员的专业能力有着较高要求，且对基础的硬件设施要求极高。倘若这些硬性要求并不能够满足，则必将影响着其对于异物清除的效果。因此，多旋翼式无人机及多自由度的机械电热处理方法必将适用于专业技术及硬件设施较为成熟的地区使用。
2.2 异物处理具体方案
如图3所示，为以多旋翼式无人机及多自由度式机械手电热丝的切割器为基准的输电线路清除异物装置，它主要包含着多旋翼式无人机、连续件、舵机、远程系统的控制模块、电源、电压调整的供电电路、镍铬的电热丝、传动机构等。镍铬的电热丝内部元件，其最高的使用温度为1千度左右，越高温度条件下，其强度则越高，而长期使用冷却后材料也并不会变脆，故可表明其具有较强耐腐蚀性优势，能够针对输电线路内导地线的异物，如鸟巢下垂的稻草或者塑料的废气物质等，均可实现烧断处理。机械手臂为2碳纤维的方管，1根需水平固定之无人机上，而末端需安装好2舵机，以实现180°水平旋转及90°向上/下摆动机械各个关节；针对机械关节的另外一端，则需连接好第2根碳纤维的方管，借助对机械关节2舵机的操控，以实现剩余1根碳纤维的方管180°水平旋转及90°向上/下摆动机械各个关节。剩余1根碳纤维的方管，上面需安装好齿轮2个、舵机1个，2个齿轮需分别安装固定于存在着镍铬的电热丝上，借助地面舵机控制来接受信号，并驱动该舵机逐渐转动，该舵机借助传动机构对齿轮转动的驱动，确保能够带来第二个齿轮的转动，安装于齿轮上碳纤维棒及固定于镍铬的电热丝，可以形成剪切式的运行动作。该传动机构主要是由球头拉杆及舵机臂所构成，借助地面上舵机来操作发射板，借助无人机上舵机来操作接收板，确保机械关节之上2个舵机均可转动，让第2根碳的纤维管做出相应动作，以确保该齿轮上镍铬的电热丝实现朝上/下剪切、垂直及水平剪切。这一操作过程均需在两名技术员配合之下完成，一名技术员操控该无人机，仅需悬停于安全区域内，而由另外一名技术员远距离地操控舵机做出相应动作，依据无人机之上搭载摄像头进行信息传递，以实现对异物位置实时化分析及切割处理，便于提升作业安全系数及效率。
图3多旋翼式无人机及多自由度式机械手电热丝的切割器输电线路清除异物装置示图
3、喷火无人机烧毁飘挂物处理方法
3.1 应用优势及缺陷
喷火无人机，它主要是在原有的无人机基础之上加以改装设计，添加了喷火装置、油箱、1对电子打火的引线、1个喷枪。喷火无人机烧毁飘挂物处理方法，能够在短时间内对导地线上的异物做整体清理，清理速度极快。但是，也具有着一定缺陷，就是其实际操作期间极易引燃到杆塔周边可燃物。故这种处理方法比较适用于一些易燃物较少的区域内使用。同时，在作业前期必须在现场作业的区域下方位置处设置好安全围栏，并配足灭火器，安排专人监护，谨防掉落残害诱发火灾。
3.2 异物处理具体方案
喷火无人机烧毁飘挂物处理方法实际应用期间，无人机的驾驶者需自主操控该无人机，将油料开关打开，油料在经过喷枪后，于喷枪前端电子打火装置位置被点燃，火焰引燃缠绕于导线上所有异物，并清除掉异物。
4、结语
综上所述，通过以上分析论述后我们对于激光大炮处理、多旋翼式无人机及多自由度的机械电热处理、喷火无人机烧毁飘挂物处理，这三种当下最为先进的输电线路所在导地线的异物处理操作方法或者技术手段实际应用优势、具体的异物处理操作方案等，均能够有了更加深入的认识及了解。可以说，激光大炮处理方法，无需结合无人机搭载，只需在地面处理，实际操作更为简单化，可大大提升电力系统实际运行的安全系数及可靠性，也可保证人员操作的安全系数；以多旋翼式无人机及多自由度式机械手电热丝的切割器为基准的输电线路清除异物方法，则主要是由另外一名技术员远距离地操控舵机做出相应动作，依据无人机之上搭载摄像头进行信息传递，以实现对异物位置实时化分析及切割处理，便于提升作业安全系数及效率；喷火无人机烧毁飘挂物处理方法实际应用期间，线路无需停电，便可来进行线路所在飘挂物的清除操作，线路供电的可靠性得以有效提升，且人员上塔有所减少，人身与设备的安全系数得以保障。从总体上来分析，可以说这三种处理方法均具有各自的应用优势、缺陷及适用范围，可依据实际情况予以合理择选，以便于充分发挥异物处理各项技术及方法的优势，便于更好地处理输电线路内导地线的异物，提升操作效率及安全系数。
参考文献:
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[2]徐淇, 李波. 输电线路导地线异物处理装置的研制[J]. 农村电气化, 2016(3):57-58.
[3]赵元林, 智勇军, 岐召阳. 一种便携式输电线路异物处理装置的研制[J]. 河南电力技术, 2017(01):64-66.
论文作者:杨锦波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：异物论文; 无人机论文; 舵机论文; 线路论文; 地线论文; 电热丝论文; 自由度论文; 《电力设备》2018年第29期论文;