直升机作业在超高压输电线路巡视与带电检修中的应用

赵志刚，梁利辉

(国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050070)

直升机作业在超高压输电线路巡视与带电检修中的应用

赵志刚，梁利辉

(国网河北省电力公司检修分公司，石家庄 050070)

介绍直升机巡视背景，结合国网河北省电力公司直升机巡视情况，比较直升机巡视和人工巡视的优缺点，分析直升机在超高压输电线路巡视与带电检修应用中的关键要求和维护技术，并提出直升机巡视的注意事项。

直升机;超高压；输电线路巡视;带电检修

1 直升机作业的背景及意义

国网河北省电力公司所辖500 kV超高压输电线路走廊穿越的地理环境复杂，经常跨越无人区、交通死区和通信盲区，给线路的日常巡视和运行维护工作带来诸多困难。以前输电线路的巡视、检测一直是由人工来完成的。受多种因素的影响，如山区巡检，铁塔多处于山顶，许多山坡直立陡峭，攀爬上山非常困难；近年封山育林，植被恢复较快，山草杂木密集，较容易发生滑坡、滚坡事故；夏秋季节青纱帐密集，巡视困难，下雨后极易造成人员摔伤事故和交通事故；合成绝缘子红外检测需要夜间带电登塔进行，危险性较高[1]。而通过直升机巡视，则可以避免或减少这些安全隐患，保证人身安全。

国网河北省电力公司于2007年10月开始独立进行直升机巡视超高压输电线路，租赁国网通用航空有限公司直升机，使用河北检修分公司航检吊舱的形式。截至2012年5月共巡视500 kV超高压输电线路10 769.3 km，发现缺陷641项，其中红外危急缺陷1项、严重缺陷6项，可见光危急缺陷1项、严重缺陷9项。

2 直升机巡视与人工巡视的比较

2.1 技术比较

直升机利用机载陀螺稳定的红外成像仪可以发现线路上的一些隐蔽缺陷，例如合成绝缘子内部损伤发热、引流金具发热等。而这些缺陷是人工巡视很难发现，虽然人工巡视可以配备手持红外检测仪，但是由于人工巡视在地面进行，受到巡视位置限制，另外也不可能像直升机巡视那样全程监视，所以直升机巡视在巡查输电线路隐蔽性缺陷能力方面有着人工巡视无法比拟的优势。

直升机在巡视时位于塔头上方10～15 m位置对导地线、金具和绝缘子等缺陷进行细致的可见光巡视和红外巡视。而人工巡视则是使用望远镜和红外检测仪，自下而上对杆塔进行巡视。由于2种巡视方式在巡视位置和观测角度存在差异，直升机可以很容易的发现导地线、金具和绝缘子在瓶口以上的缺陷，而人工巡视发现的多为外力破坏、杆塔接地和线路走廊这类瓶口以下的缺陷。

根据运行经验发现，输电线路在山区和平原地区缺陷类型不同，在山区主要以金具、导地线等瓶口以上缺陷为主，可以占到95%以上，瓶口以上的缺陷相对于瓶口以下的缺陷，平均威害度较大。山区部分线路处于交通死区，人工巡视难度较大，而直升机巡视不受地形限制，且发现隐蔽性缺陷能力突出，所以山区线路应以直升机巡视作为主要手段，人工巡视作为辅助手段。

2.2 巡视数据比较

以国网河北省电力公司检修分公司所辖45回500 kV输电线路为例，比较2011年度直升机和人工的巡视结果。线路总长3 256.8 km，其中山区共有铁塔1 043基，占14.3%；丘陵共有铁塔710基，占9.7%；其余线路全部为平原地形。直升机完成全部线路航检仅需120 h，而人工完成巡视需20天左右,直升机巡视速度明显占有优势。

统计结果显示，2011年度直升机巡视发现瓶口以上导地线、金具、绝缘子类缺陷共计112项；人工巡视发现瓶口以上导地线、金具、绝缘子类缺陷共计48项。

3 直升机作业在输电线路巡视中的应用

直升机巡视工作需要由3名工作人员完成，机长、红外热像检查员和可见光巡查员各1名。所需设备包括机载陀螺稳定红外成像仪、摄像机、数码照相机、笔记本电脑、硬盘录相机等配套专用仪器。直升机悬挂吊舱如图1所示，直升机内部设备如图2所示。

图1 直升机悬挂吊舱

图2 直升机内部设备

巡视时的直升机与各种塔型的最佳巡视位置如图3所示。直升机距超高压输电线路垂直高度约10～15 m，距导线水平距离约15～20 m；飞行距离、高度及角度取决于摄像画面能否将导线和金具最大地包含并且画面内设备不相互重叠，距离过近意义不大；飞行速度应保持平稳，平均速度30 km以下较合适，地区山势起伏较缓时，对直升机影响相对不大，大风时，在线路上风侧飞行速度不宜太低。为避免大风将直升机吹向导线，应尽量缩短悬停时间；红外巡视在春秋季节效果较好，早、晚效果好于中午；当飞行中出现飞行员视野突然失去线路的情况，应立即原地升高，待明确线路位置后重新进入工作点。

图3 直升机与各种塔型的最佳巡视位置

直升机巡视可以发现一些特殊缺陷，如线路瓶口以上本体缺陷情况，见图4、图5；引流板松动导致的温升，见图6。直升机巡视采用先进的机载设备，可近距离的俯视和侧视观察，尤其是可以快速利用红外测试仪，对线路电气设备进行测试，能及时发现平时在可见光范围内无法发现的内部缺陷。

图4 调整板与直角挂板连接处螺栓缺螺

图5 绝缘子串导线端碗头缺M销子

图6 耐张引流板温升

4 直升机作业在带电检修中的应用

4.1 带电检修情况

为了提高超高压输电线路供电可靠性，20世纪80年代初，我国首次在500 kV超高压输电线路上进行带电检修作业[2]，河北省电力公司于2007年首次在500 kV输电线路上开展带电检修作业。但随着我国超高压乃至特高压大容量输电线路越建越多，设备缺陷也越来越多，采用常规带电检修作业方式进行线路检修作业需要耗费大量的人力、物力，效率低，并且受地形、交通、天气等制约因素影响大，甚至有些项目在某些情况下不能实施，给超高压输电线路的安全稳定运行带来诸多困难和压力。直升机带电检修超高压输电线路是提高线路运行水平的一项重要技术措施，我国正积极探索研究直升机带电检修输电线路作业，并取得了较好的效果。2007年6月，在北京沙河试验站试验线路上先后进行了直升机带电安装防绕击避雷针、带电安装地线标志球、带电补修导线和带电更换间隔棒等作业项目，积累了重要的实践经验并取得了重要的实验数据。

4.2 带电检修方法

直升机带电检修作业是利用直升机良好的机动性能和悬停性能，基于直升机能足够平稳的靠近导线，并与带电线路行程等电位，同时直升机与所有不同电位的物体保持绝缘，从而为线路作业提供一个稳定工作平台，开展带电检修作业。直升机带电检修作业的关键技术问题包括直升机型号、带电检修作业方式与方法以及专用工器具。目前，美国的MD-500和BELL206 L-4型直升机都可以满足直升机带电检修的要求[2]。我国目前采用直升机带电检修作业方法主要有平台法和吊索法。

4.2.1 直升机平台法带电检修作业

直升机平台法带电检修作业是采用一个与直升机滑撬牢固连接的平台，1个或多个带电检修作业人员坐在该平台上开展带电检修作业。为保证直升机在作业过程中能保持规定的最小安全距离，在开始作业前应当首先确定线路运行电压等级、导地线排列方式、线间距离、塔头尺寸及规定的最小距离。在进入强电场前，直升机以30°角从稍高的高度迎面靠近带电体，当距离目标10～15 m时，线路操作人员协助飞行员注意观察直升机周围间隙，特别是主旋翼、尾桨与线路保持必要的安全距离。在平均海拔高度900 m以下地区进行500 kV超高压输电线路直升机带电检修作业时，直升机对接地体应保持4.6 m的最小安全距离，对相邻带电体应保持6.7 m的最小安全距离。

4.2.2 直升机吊索法带电检修作业

为了解决直升机受安全距离要求无法进入等电位或由于作业时间超出直升机允许的悬停时间而无法用平台法开展检修作业的问题，提出了直升机吊索法检修作业方法。该作业方法是利用直升机通过绝缘绳将人、工器具和材料吊到超高压输电线路或铁塔上，工作完毕后再将人、工器具和材料吊下来的一种工作方法，直升机不处于等电位状态。

无论是平台法还是吊索法都要求作业时天气晴朗，风速<3 m/s,能见度>1 km,遇到雨、雪、雾天应停止作业。带电检修人员、直升机驾驶员以及其他在机上与机外悬吊的人员必须穿戴全套合格屏蔽服，线路检修人员应以等电位方式与操作平台连接。

5 直升机作业工作中注意事项

由于飞机在飞行过程中会出现振动，红外巡检装置必须配备高效的稳定装置，才能保证采集图形的清晰稳定。红外巡视受地面反光等环境干扰较大，为达到最好效果，应根据不同季节和不同地理环境选择不同飞行方向及观察角度。宜选择在早、晚时间或阴天、多云天气下进行。目前各种红外线设备均无法在超低温(零下30°以下)环境下正常工作。因此红外巡视应尽量避开严冬(零下15°以下)进行。红外线飞行巡视速度在30 km/h以下即可满足发现热点要求。为完全把线路包含到红外检测范围内，飞机应在线路斜上方45°，与最近导线距离应尽量保持在15 m左右。

6 结束语

利用直升机在超高压输电线路上开展巡视和带电检修作业，可以大幅度提高工作效率，降低劳动强度，是电网运行检修技术的发展方向。与人工操作必须停电的项目，人工难以完成或完成代价过高项目相比，直升机作业具有明显优势。为输电线路安全稳定运行提供了一种全新的、有效的保障措施，提高了电网运行安全稳定性和供电可靠性。

[1] 陈 韬.直升机在输电线路运检工作中的技术研究[D].北京：华北电力大学，2010.

[2] 李国兴.我国直升机电力作业的现状与发展[J].电力设备，2006，7(3)：41-45.

本文责任编辑：王丽斌

Application of Helicopter Line Inspection and Live Overhaul in EHV Transmission Lines

This paper focuses on the background of helicopter line inspection,compares advantages and disadvantages between the helicopter line inspection and the manual line inspection,analyzes the key requirements and maintenance technologies of helicopter line inspection and live overhaul in EHV transmission lines,makes some precautions during helicopter line inspection.

helicopter;super-high voltage;power transmission line inspection;live overhaul

2013-02-04

赵志刚(1968-)，男，助理工程师，主要从事500 kV输电线路运行与检修技术管理工作。

TM72

B

1001-9898(2013)04-0009-03