刘鹏飞 何政毅
国网新疆电力有限公司检修公司 新疆 乌鲁木齐 830001
摘要：在电力作业中，一个重要内容就是将电流从高压线引流到各工厂、小区等用电场所。为了保证生产生活的不中断，需要在带电情况下完成作业，这对操作的精确性和安全性带来了很大考验。当前，操作员需要乘坐十几米高的升降平台，靠近高压电线，近距离手动完成高压带电作业。在带电情况下，人工操作十分危险，已有多起人员伤亡事故。因此，用机器人远程作业成为一种紧迫的替代方案。
关键词：高压输电线路；避雷器；安装与更换；带电作业；自动化技术
引言
开展低电压治理成效评估及评价考核。建立低电压治理成效后评估机制，通过系统数据、现场实测、客户走访等手段，按“季度”和“年度”两个时间节点开展低电压治理成效评价工作，并将成效评估结果纳入考评。紧紧围绕配网“两降两控”专业管理工作中存在的设备、人员和机制等方面的突出问题，深入开展调研分析，找出问题症结，对症下药提高问题解决精准度。
1避雷器的概念
避雷器作为电力系统中的一个重要元件，连接在电网导线和地面之间，用于保护电气设备免受瞬态过电压的影响，并限制持续时间。由于避雷器内部构造特殊，在避雷器安装过程中，应严格遵守安装规定，将避雷器正确地安装在预置位，否则会使避雷器无法实现相应的功能。本文重点关注避雷器施工过程中安装的牢固程度、连接的可靠程度以及上端引流线是否连接妥当。根据避雷器安装及日常运维管理规定：避雷器要求安装牢固、引流线要短而直、连接不能过紧也不能过松。
2雷击故障原因分析
雷电是不同电荷云层之间的放电现象，具有极高的瞬时电压。当雷电击中露天供电接触网线路时，雷电冲击电压可能造成绝缘子永久击穿，导致短路跳闸故障。一旦发生跳闸事故，将引起行车中断，严重影响运行秩序。同时，雷击产生的过电压可通过接触网传入牵引变电所，引起变电所内二次设备损坏，造成巨大的经济损失。断路器断口击穿和CT主绝缘击穿断路器后，工频电流流过断路器断口并通过CT主绝缘击穿点接地。直至220kV母差及失灵保护一C相稳态量差动动作跳220kV母联，220kV2M母线上所有设备退出运行；断路器是在分闸情况下发生击穿，击穿通道为主触头间沿大喷口表面闪络，此时开关不具备灭弧能力。持续了132ms的燃弧将主触头、主触头屏蔽罩严重烧蚀，主触头的触指严重烧蚀、部分触指烧融，喷口外侧表面有黑色烧蚀痕迹；过电压使得C相CT主绝缘击穿，工频电流流经二次接线盒将内壁烧焦熏黑，二次端子盒内电流回路三根电缆已烧断、绝缘皮熔化破损。故障电流沿二次线串入断路器的二次端子盒内，将蝶平乙线开关端子箱中的接地和零序电流端子烧焦。
3避雷器特性
氧化锌避雷器特性：（1）残压低，具有优异的保护性能和非线性U-I特性，易于实现与被保护设备之间合理的绝缘配合；（2）无续流，负载轻，重复动作特性好；（3）通流容量大，吸收过电压能力强。双角隙避雷器特性：（1）间隙击穿后电弧在角形极棒间上升拉长达到灭弧目的，简单、经济、维护方便；（2）保护性能差，灭弧能力差。电弧电流较小时可自行熄灭，但出现较大电流时不可能自行熄灭，且容易造成接地或短路故障，是一种简单的过电压保护设备。
3.1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；扶住并向上抬起绝图１绝缘子避雷器连接缘子，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。
3.2绝缘措施
该自动化安装工具主手爪的电动扳手和抓握器为硬铝合金材质，抬升器末端部件可更换。当绝缘子为硅胶外表面时，抬升器末端使用包裹硅胶垫材料的金属骨架，既可有效绝缘，又能避免金属硬材质划伤绝缘子的硅胶层。当绝缘子为瓷质外表面时，将抬升器末端部件更换为非金属材质，可伸入间距更窄的绝缘子伞裙之间。聚乙烯（ＰＥ）具有很好的耐低温能力，分子结构稳定性强，耐酸碱的侵蚀能力强，电绝缘性能优良，因此在抬升器末端采用聚乙烯作为非金属绝缘材料。
3.3提升接地水平
要保证接触网系统的防雷效果，不仅要合理布局和安装避雷装置，还要确保其接地效果良好。接地系统好坏直接决定防雷措施的效果，设计、施工部门应根据现场实际合理布置接地装置，确保接地装置的等效阻值满足要求，运营管理单位应定时对接地电阻参数进行测量，发现问题及时处理。受土质及环境因素影响，广州地铁一号线地面段接地系统阻值参数不能满足防雷接地要求，为此运营部门对接地系统进行了完善性改造，以增强防雷系统可靠性。
3.4带电作业机器人的应用
带电作业机器人的视觉识别与定位问题，分析了相机标定原理，完成机器人内参标定和手眼标定，实现在机器视觉中各坐标系之间的转换。基于形状匹配算法，提出了分块与拼接匹配策略，使视觉识别具有快速、准确和适应性好的优势。通过最小二乘法和最优化理论，减小了识别误差，提高位置精度。针对带电作业环境，以跌落式熔断器和高压线缆为目标物体，应用本文算法，通过实验验证了该算法的可行性和优越性。
4改进措施
在变电站线路出口处加装避雷器，避免线路遭雷击后雷电过电压侵入变电站。技术参数应与变电站避雷器选型相同。站内避雷器采用无间隙的MOA[4]；将出线避雷器移至变电站内线路出线处；蝶平乙线#57杆处于相邻一片开阔地区的较高位置，遭受雷击的概率较大，应加装线路避雷器，防止雷击造成线路跳闸。综上，这次设备故障是由雷击线路导致线路绝缘子闪络放电，引发单相接地故障导致的；应正确选择避雷器，站内避雷器采用无间隙的MOA，且避雷器移应与被保护的设备距离在有效范围内。
结束语
综上所述，通过检测避雷器的主要关键点来确定避雷器安装是否符合安装及日常运维管理规范的要求，具有较高的准确率，解决了施工过程中人工监理任务重、工作量大的问题，提高了施工验收效率，并为后续施工设备复查提供记录。
参考文献
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