内蒙古电力(集团)有限责任公司锡林郭勒电业局输电管理处 内蒙古锡林郭勒盟 026000
摘要：为适应我国电力工业的需求，建设特高压输电线路已成为中国电网建设的发展趋势。截止到2019年年底，我国已建成近30条特高压交直流输电线路。输电线路的大幅增加，使我国东部沿海地区输电线路走廊资源逐渐紧缺。为优化土地资源配置，提高输电线路走廊利用率，超特高压交直流输电线路利用同走廊并行架设的情况逐渐增多。而超特高压输电线路投入运行之后，若发生线路停电将会造成巨大损失，因此带电作业工作方式被广泛的运用到超特高压输电线检修工作中。在带电作业相关研究中，作业人员安全防护是其中一个重要课题，关系到带电作业人员人身安全以及带电作业的顺利进行，因此需对超特高压并行输电线路带电作业人员安全防护进行深入研究。
关键词：带电作业；避雷器；绝缘子；自动化技术；安装工具；高压输电线路
引言
随着我国电网的快速发展，输电线路中的带电作业技术得到了飞速发展。带电检修技术主要是在不停电的状态下对输电线路展开定期检修，其目的在于确保线路的科学性与正常性。但输电线路具有网络复杂、涉及面大的特点，容易发生故障问题，应用带电检修技术能够使输电线路的检修工作变得相对简单。
1自动化技术
1.1 安装步骤分析
不同避雷器的外形与尺寸差别较大，外表面的材质也不尽相同，既有坚硬的瓷套保护壳，也有一定变形量的硅胶保护层，因此有必要研究适应不同种类避雷器的自动化更换技术和自动化更换工具。以环形电极外串联间隙避雷器为例，避雷器与绝缘子通过金属支架连接，安装在杆塔横担上，环形电极与被保护的绝缘子同轴心。不考虑前期防护步骤，一般性的人工操作安装步骤为：松开绝缘子与横担连接处的螺母；扶住并向上抬起绝缘子，与横担上部形成间隙；从环形电极开口处将避雷器插入绝缘子；将避雷器金属支架插入绝缘子与横担的间隙，调整避雷器与绝缘子的距离，保证环形电极与绝缘子同心，以及保证串联间隙；放下绝缘子，压住金属支架；重新上紧紧固螺母，完成安装。由以上步骤可见，人工操作繁琐，操作需细致准确，工人的双手需时刻扶住操作对象，没有中途停歇机会。为改善这一情况，需要一套专业的，能与机器人系统协调的，直接与机器人操作臂连接的自动化工具。
1.2线路设计要点
随着我国电力行业的迅猛发展，电力事业取得了巨大的进步，在此环境背景下，高压输电线路的覆盖范围和覆盖面积呈现逐年上涨的趋势，对输电量的需求量大幅度增加，与此同时，高压输电线路设计与电能需求量增加之间的矛盾日益凸显，对此，设计人员要遵循设计安全、稳定、可靠的原则，保证设计工作有序进行，这就要求设计人员明确高压线路设计要点，在保证线路设计质量的基础上，加大创新力度，改变传统的线路设计方式，转变设计理念，强化对高压输电线路设计的深入研究，以提升其设计的整体品质，维持高压线路稳定运行，增强供电性能和输电稳定性、可靠性
1.2 自动化技术及自动化工具
主手爪以绝缘子为操作对象，副手爪以避雷器为操作对象。主手爪下端可连接绝缘杆，由手爪下部电池供电，也可连接机械臂，由机器人系统供电；副手爪同理。主手爪顶端为电动扳手装置，执行旋转动作，用于松紧绝缘子下端螺母。主手爪侧向设置抬升器和抓握器，抬升器用于抬升绝缘子，抓握器用于将主手爪牢固抓握在横担上，形成稳定的操作平台，防止整体倾覆。抬升器和抓握器之间通过导轨连接，形成移动副。进行避雷器更换操作时，首先移动主手爪，将其抓握器从横担上方向下抓握住横担。此时电动扳手在螺母下方，对电动扳手发出指令，电机旋转带动丝杠，使得电动扳手沿导轨产生上升运动。当电动扳手套入螺母后，对电动扳手发出指令，电机反向旋转带动扳手，将螺母松脱。在螺母松脱过程中，抬升器与绝缘子接触，通过移动副上升，将绝缘子稳定抬升，脱离横担表面，使得绝缘子与横担间形成间隙。此时副手爪抓取避雷器，执行水平运动，将避雷器的环形电极从开口处插入绝缘子，同时将连接的金属支架插入绝缘子与横担之间的间隙中。
2输电线路带电检修作业方法
该作业技术主要有两种方法:一种是绝缘杆作业法，此方法也可称作间接作业法，另一种方法是绝缘手套作业法，该作业方法属于直接作业技术。无论何种作业方法，工作人员都需要直接接触到带电体、接地体展开有效的绝缘操作。如果整个作业空间相对较小，且电气设备又表现得相对密集，为了确保技术人员与带电体的隔离，需要在相对合适的位置安装绝缘隔板，这样才能更加充分地控制好作业人员的操作状态。特别需要注意的是，工作人员在实际工作中不能只是简单地穿屏蔽服、戴导电手套，需要高度重视绝缘工作。
3带电作业自动化技术措施
3.1好带电作业机械手的应用
带电作业机械手已经进入了实际应用阶段，应用机械手不仅能够极大地提升工作效率，还能够使人力物力资源成本得到有效节约，达到缓解经济压力的目标。在使用带电作业机械手时，操作人员需要在地面或者高空控制台上展开遥控作业，也可以利用机械手并配置各种作业工具，来实现输电线路带电作业的自动化操作，提升输电线路带电作业检修工作的质量水平。
3.2提高输电架空线路的绝缘能力，可采用“不平衡”绝缘方式
在野外地区设置输电架空线路时，考虑到成本，在很多时候不得不穿过雷电高发区。基于此，防雷工作的主要思路应该集中在提高线路的绝缘能力方面。为达到该目的，可采用在进线位置增设绝缘子数量的方式。如此一来，导线与避雷线之间的距离将会进一步加大，线路的绝缘性便会提高。具体而言，以110kV线路为例，一般在海拔1000m以下的区域，绝缘子的数量不会超过8片；如果杆塔的高度超过40m，则高度每增加10m，需额外设置1片绝缘子，同时搭配“不平衡”的绝缘方式，避免线路遭遇雷击时跳闸。
3.3科学应用间隙保护
要科学应用间隙保护，来提升带电作业工作的可靠性。对高压、特高压输电线路来说，带电作业技术的可靠性更为重要，高压线路同地面之间的距离是极为有限的，在实际作业过程中，需要按照最小的安全距离标准来展开科学有效的控制，这个过程中需要确保操作人员与不同电位的设备距离，使其在电压能够承受的范围之内，对操作人员起到一定程度上的保护作用。应设置保护间隙，这样能够对电压值进行科学有效的处理，还能够解决电路中放电情况不稳定的问题，确保作业人员的人身安全。所以，注重间隙保护十分重要。
结束语
本文提出了一种针对高压输电线路避雷器安装与更换带电作业的自动化技术及其自动化工具。该技术及其自动化工具满足了高压输电线路的带电作业需求，降低了操作风险，实现了快速自动化安装过程，为与机器人平台对接提供了接口。
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