便携式输电线路异物处理装置的研制

赵元林，智勇军，岐召阳

(国网河南省电力公司平顶山供电公司，河南 平顶山 467001)

便携式输电线路异物处理装置的研制

赵元林，智勇军，岐召阳

(国网河南省电力公司平顶山供电公司，河南 平顶山 467001)

输电线路上悬挂的异物若不能及时消除，会影响电网的安全稳定运行，甚至造成输电线路故障。针对传统异物处理方法存在破坏性、局限性及工作效率较低的缺点，研制了一种便携式输电线路异物处理装置，其可以沿导线滑动纵横向切割异物，从而快速消除异物，通用性强，操作简单，携带方便，具有良好的推广应用前景。

输电线路；导线异物；电网安全；抛绳器

0 引言

电网的快速发展以及用户对供电可靠性要求的不断提高，对电网运行的安全性、可靠性提出了更高的要求。当输电线路上悬挂异物时，若不能及时、快速处理，必然会影响电网的安全运行，甚至引发线路跳闸事故。

传统的输电线路异物处理方法有喷灯燃烧法、绳索钩挂法、等电位软梯法、操作杆摘取法、绝缘斗臂车法等，这些方法都存在一定程度的破坏性及局限性，且工作效率较低、用时较长。采用喷灯燃烧法处理输电线路异物时，异物燃烧时会烧伤导线；采用绳索钩挂法处理输电线路异物时，挂钩在钩挂异物时，可能刮伤导线；等电位软梯法只能在单回路或双回路下层进行；操作杆摘取法只能在靠近杆塔处进行；绝缘斗臂车法受地形以及绝缘臂高度限制，不能在输电线路上广泛应用。

为此，研制了一种便携式输电线路异物处理装置。该装置能在作业人员数量不增加的情况下，安全、快速处理输电线路上悬挂的异物，且通用性强，操作简单，携带方便。

1 装置的研制

1.1 研制思路

为了克服传统输电线路异物处理方法的缺点，研究人员突破传统处理工具的技术原理，采用沿导线滑动纵横向切割异物的方法，提出了新装置必须满足在不增加作业人数、不损伤导线的情况下，快速处置各种输电线路上的异物(如风筝、广告条幅、锡箔纸、地膜、小树枝、氢气球等)，轻便快捷、通用性强的要求。

(1) 新研制的输电线路异物处理装置在清除导线异物过程中，两侧刀片应始终与导线保持150 mm左右的距离。这样在操作过程中刀片不会接触导线，可以有效避免损伤导线。

(2) 从作业人员操作轻便的角度考虑，装置不宜过重，装置重量应不超过1 kg，加上绳索重量不超过15 kg。这样可以在多回路档距中任意位置使用而不会对导线弧垂造成影响。

(3) 新研制的输电线路异物处理装置应便于携带，可在档距中任何位置悬挂而不受地形限制。

(4) 新研制的输电线路异物处理装置应操作简单，省时高效，能够实现水平和垂直方向同时切割导线上的异物，尽量将处理各种类型的导线异物所需时间控制在1 h以内。

1.2 研制方案

1.2.1 材质选择

作为一个切削设备，设计方案中材质的选择至关重要，其恰当与否将直接决定所研制设备的性能。装置材质的选择要根据受力要求、强度要求、整体重量要求进行。通过对数种备选材质可塑性、韧性、强度、硬度以及切削能力的调查试验，最终决定采用碳钢。碳钢具有以下优点：成本低廉，易于购买，具有较好的可塑性、耐磨性、韧性、强度、硬度以及承受冲击负荷的能力，能较好地满足输电线路异物处理装置的设计要求。

1.2.2 结构设计

根据现场实际需要，同时为了使输电线路异物处理装置具有实用性和先进性，采用同轴旋转切削方案，即采用人工拉动轮轴，带动同轴刀片转动来切削导线异物。这样充分利用人工在地面容易操作的特性，解决了快速消除输电线路异物的难题。

装置的结构示意如图1所示。

图1 装置结构示意

该装置拥有720°的旋转刀片，整个装置的重量不超过1 kg，操作简单，便于携带和悬挂，装置的使用不受地形限制。使用时，将导地线置于导地线行进轮下，将绝缘传递绳置于刀片驱动轮上。通过拉绳可以分别拉动垂直刀片驱动轮和水平刀片驱动轮旋转，进而带动刀片进行切割运动。刀片能同时切割水平及垂直方向的导地线异物，从而实现对较复杂的输电线路异物的处理。装置的实物如图2所示。

2 现场试验及效果分析

2.1 现场试验

装置研制成功以后，针对常见的不同种类的输电线路异物(风筝、广告条幅、锡箔纸、地膜、小树枝、氢气球)进行了现场试验，操作过程如下：

(1) 先用抛绳器将引导绳扔过导线，将引导绳一端穿过输电线路异物处理装置提升环；利用引导绳把输电线路异物处理装置提升至导线高度，再将输电线路异物处理装置悬挂于导线上，松开引导绳后输电线路异物处理装置封口自动闭合；

(2) 拉动绝缘传递绳进行旋转切削作业；

(3) 在操作过程中随时注意导线弧垂的变化情况，弧垂不得超过《电力安全工作规程》中的规定；

(4) 异物处理结束后，进行装置拆除，其拆除步骤与安装步骤相反。

图2 装置实物

对每一种输电线路异物进行了3次试验，统计了每次试验所用时间，如表1所示。装置现场操作如图3所示。

表1 处理不同种类输电线路异物所用时间 min

2.2 试验效果分析

通过现场试验，可得出如下结论：

(1) 研制的便携式输电线路异物处理装置外观精美，结构简单，操作便捷；

(2) 装置切削方式合理，切削导线异物过程中，1人正常情况下能轻松操作;

(3) 装置整体有足够的机械强度，切削导线异物作业过程中整体受力良好，各承力部件安全系数为1.557，满足《电力安全工作规程》对安全系数不小于1.5的要求；

(4) 该装置操作方便，现场使用无需增加其他辅助工具，操作人员也不需进行特殊培训，处理各种类型导线异物所需时间均可控制在1 h以内;

(5) 通常处理导线异物需要地面人员5—8人，而采用该输电线路异物处理装置最多仅需3人，提高了工作效率，降低了作业人员的劳动强度。

图3 装置现场操作

3 应用情况分析

便携式输电线路异物处理装置研制成功后，在某供电公司开展了推广应用，2016年1—10月共处理导线异物60处，每处工作1天，节省人工费9 000多元。该装置的进一步推广应用将能产生更高的经济效益。

依据《电力建设工程预算定额 第4册 送电线路工程》的规定，输电线路维护人员定额为33.1元/天·人，便携式输电线路异物处理装置只需3人操作，传统处理导线异物方法最少也要8人，那么1—10月节省人工费：

J=M×N×(S1-S2)=33.1×60×(8-3)=9 930 (元)。

其中：J——节省人工费总额；

M——人员维护费用定额；

N——工作天数；

S1——传统作业法所需人员数量；

S2——采用便携式输电线路异物处理装置所需人员数量。

4 结论

通过对研制的便携式输电线路异物处理装置进行试验分析，得出了以下结论：

(1) 该装置重量轻，使用时不会对导线弧垂造成影响。装置使用时，只需携带抛绳器、传递绳等辅助工具，便于携带；可在档距中任何位置悬挂而不受地形限制，通用性强。

(2) 该装置操作简单，所需作业人员较少。装置使用时，只需拉动与装置相连的绳索即可使同轴刀片高速旋转清除输电线路异物。经现场试验验证，处理各种类型的导线异物所需时间均可控制在1 h以内。

(3) 该装置安全性高。在清除导线异物过程中两侧刀片始终与导线保持150 mm左右的距离，在操作过程中不会接触导线，可有效避免导线损伤。

(4) 该装置维护成本低。装置在使用过程中无需特殊保养，只需常规性维护。

(5) 该装置结构简单、加工成本低，经济效益好，便于推广应用。

1 付克勤．架空线路异物清除装置的研制[J]．电工之友，2015，12(3)：23-25.

2 刘明亮,杨厚峰．导线易漂浮物清除工具的研制与应用[J]．自动化博览，2011，29(S2)：185-187.

3 王昌幼．输电线路导地线异物处理方法[J]．青海电力，2014，33(1)：13-15.

4 陆 丹，夏正青，唐夏明．输电线路带电拆除异物方法改进和工具研制[J]．浙江电力，2015，37(11)：24-27.

5 吴健仁,林晴阳,蔡志强,等．输电线路导地线异物清除器的研制与应用[J]．电力安全技术，2010，12(10)：34-35.

6 周 辉，杨颖锐，杨生兰．输电线路异物清除装置研究[J]．科技创新与应用，2016，6(7)：174-175.

7 徐 欣，倪卫良，严伟佳．输电线路异物带电处理工具[J]．电世界，2014，55(4)：16-17.

8 国家电网公司．电力安全工作规程(线路部分)[M]．北京：中国电力出版社，2013.

9 张唯真．输电线路“六位一体”综合防护体系建设探索[J].电力安全技术，2013，15(1)：23-26.

10 苑爱国，张晓平，刘哲辰．高压输电线路防鸟害措施分析[J]．电力安全技术，2012，14(6)：66-67.

2016-11-28；

2017-03-18。

赵元林(1984—)，男，工程师，主要从事电力系统监测与控制方面的研究工作，email：13837561687@139.com。

智勇军(1962—)，男，高级工程师，主要从事电站运检工作。

岐召阳(1989—)，男，助理工程师，主要从事电力系统监测与控制方面的研究工作。