输电线路智能带电检修关键技术研究

孙兵

摘 要：输电线路缺陷指使用中的线路设备发生的异常或存在的隐患，缺陷积累诱发故障，影响输电线路的安全稳定。定期检修主要为线路运行状态的检查及其组件的维修，有助于提高设备利用效率，延长设备寿命，预防事故发生。带电检修指直接接触带电部分或在其周围的带电区域开展检查、测试、维护和修理工作，可以及时发现并处置带电设备的缺陷，避免因设备检修造成的频繁停电，对保障电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。然而，传统的人工带电检修受地理、天气、工器具、防护设施、资质、成本等限制，存在风险高、劳动强度大、效率低、维护周期长等问题，已不能满足现代输电需求。

关键词：输电线路;智能带电检修;关键技术

智能设备配备传感器、执行机构和控制系统，可代替进入输电线路危险运行环境的人员进行带电检修。相关技术的研究始于20世纪80年代。近年来，随着机器人技术的发展和智能电网的建设，智能化带电维修已经覆盖了电力系统的各个方面，包括仪表读数、温度检测、局部放电检测等。设备严密性检测、带电水冲洗、外观检查、运行环境监测、接线检查、带电搭接导线、设备更换除霜、分支尺寸、智能设备能够在实时环境下对输电线路进行实时维护，克服和弥补人工维护的技术缺陷和不足，同时具有灵活性和智能性，适应了智能电网的发展需要。具有广阔的应用前景，适应智能电网的运维需求。

1配电线路带电检修作业方法

主要有两种工作方法：一种是绝缘杆工作法，也称为间接工作法;另一种是绝缘手套工作法，属于直接工作法。无论采用何种工作方法，都必须与带电体和接地体直接接触，才能有效地进行绝缘操作。如果整个工作空间相对较小，电气设备相对密集，在相对适宜的位置设置绝缘隔板，保证技术人员与生活体的隔离，更好地控制操作人员的工作状态。特别重要的是，在实际工作中，工作人员不能简单地穿戴屏蔽服和导电手套，而必须高度重视绝缘工作。

2输电线路智能带电检修的关键技术

2.1将直升机应用于带电作业技术工作中

应用斩波器已成为配电线路带电作业的主要趋势。广泛应用于配电线路的快速、安全维护，同时也广泛应用于配线、巡检、生活用水冲洗等。这不仅从根本上提高了配电线路带电作业技术的应用和可靠性，而且促进了配电线路带电作业技术的长期稳定发展。降低操作人员工作压力，提高输配电线路带电作业效率。直升机在配电线路带电运行技术中的应用是电力部门今后研究的重点内容，符合技术应用和发展的趋势。能够充分实现实时操作技术的功能和价值，具有广阔的发展前景。

2.2智能带电检修装备的取能技术

可靠的动力供给可保障智能装备大范围、长时间的带电检修。智能带电检修装备的能量应方便获取、转化效率高、状态可控，相应地，蓄能元件也应满足容量大、寿命长、重量轻、体积小等要求在能量来源方面，传统的动力源主要为燃油，对智能装备的荷载需求大，需定期补充，且燃油会增大智能带电检修装备剧烈碰撞与意外坠落后爆炸的风险。蓄电池可减小智能带电检修装备的体积和重量，但由于电池容量与寿命有限，需人工定期充电或更换电池。光电池直接从野外环境下取能，便于拆装维护，然而，受限于环境光照条件、智能装备的荷载量、光电池的尺寸、能量转化率及控制难度，直接采用光电池对长时间野外作业的检修装备供能的可行性较低。充电基站的应用打破了电池对智能带电检修装备的制约，智能装备运动至充电座对接即可自主取能，但该取能方式同时也增加了智能带电检修装备开展带电检修过程中的无效路径。在线取能技术实现了输电线路的智能带电检修装备的动力持续供给，例如，电力无人机和架空线路机器人通过电磁感应线圈从裸导体表面取能，轨道式机器人则通过导轨内滑触线取能。直接从带电裸导体取能存在输出功率小、效率低、电能质量差等缺点，匹配电磁感应线圈与磁芯参数、优化能量传输方式、建立保护电路等可以解决上述问题。

2.3应用带电水冲洗系统

带电清洗绝缘设备是防止配电线路闪络的有效手段。生活用水冲洗系统可根据电压等级、最佳水压、水流、喷淋角度等自动智能设计，一旦绝缘闪络问题不能及时解决。系统直接进行清洗，确保配电线路绝缘设备的清洁。生活用水冲洗系统是今后配电线路发展的主要方向。随着带电作业技术的不断发展，带电作业在不断提高作业效率和质量，提高作业安全性和可靠性等方面将发挥非常重要的作用。

2.4智能带电检修装备的导航技术

导航技术融合传感信息，依据定位和地图，实现智能带电检修装备对可通行区域及运动方向的判断与选择。导航决定智能带电检修装备的运行，使其快速到达指定位置，主要有局部导航和全局导航2类方式。局部导航是在环境信息未知或部分已知的条件下，根据智能带电检修装备与参考点之间的信息差决策路径的方法。在环境信息已知的条件下，全局導航基于卫星遥感地图或三维场景规划智能装备长距离行驶路径。导航技术是检修装备自主巡检的关键技术之一，传感技术的发展为检修装备导航提供了新的思路和工具。同时，将局部导航与全局导航结合的方式也是未来智能检修装备发展的方向。

2.5全面提升技术人员的综合素质

提高带电作业技术在配电线路中的应用水平，关键是提高带电作业技术人员的综合素质。操作人员是该技术应用的一线操作人员，其综合素质直接决定着现场维修的质量水平。定期组织专业人员学习带电作业技术，邀请具有较高实践知识和技能的人员担任培训班教师，不断提高自身能力更好地参与现场工作的技巧。根据带电作业技术的实际特点，要建立更有针对性的检查审核制度，充分掌握技术人员的水平，用具体的项目来检查作业技术人员能否提供有效的解决方案，真正提高技术人员的水平。

2.6智能带电检修装备的防护技术

处于高电压、强电磁环境中的智能带电检修装备可引起电场畸变甚至局部放电，进而干扰带电检修和输电线路的安全稳定。为提高智能带电检修装备对输电线路的适应性，应加强其对高电压和强电流的耐受性能，主要体现在装备绝缘与电磁防护两方面。其中，绝缘须根据输电线路的运行电压等级，选取合适的机体结构和材料，并合理规划智能装备的运行轨迹和进出等电位的方式;电磁防护须结合输电线路的电流大小与类型，选取合适的屏蔽、滤波及接地方式。面向智能带电检修装备的绝缘与电磁防护设计主要包括安全参数测算和防护硬件加装。安全距离校核是安全参数测算的主要内容。智能带电检修时不仅应满足输电线路的安全距离要求，还需预留充足的作业空间以保证其动作不引起组合间隙放电。防护硬件包括机械防护、屏蔽和绝缘等机构，其设计与加装方式可参照人工带电检修的安全防范措施。其中，机械防护用于减轻潮湿、曝晒、撞击等影响;屏蔽防护用于抑制环境电磁干扰，主要采用金属屏蔽网包覆智能装备的机身或主体部件;绝缘防护用于避免局部放电对智能带电检修过程的干扰。此外，加装等电位夹持机构和改进接触部位的材质可降低智能带电检修装备与带电体的电位差，提升智能带电检修的安全性。

2.7做好带电作业机械手的应用

带电作业机械手已进入实际应用阶段。机械手的应用不仅可以大大提高工作效率，而且可以有效降低人力物力成本，达到缓解经济压力的目的。使用带电作业机械手时，操作员必须在地面或高空控制台上进行远程作业。它还可以使用机械手，配置各种作业机具，实现配电线路带电作业的自动操作，提高配电线路带电作业的检修质量水平。

3结论

配电线路检修对于电力资源的正常供应具有积极的作用。为了保证配电线路的高水平检修，需要应用带电作业技术，以提升配电线路检修工作的质量。

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