邱佳盛　陳偉杰　　張凌楠（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東　潮州　　521000）

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一種變電設(shè)備查驗(yàn)器的研制與應(yīng)用

邱佳盛陳偉杰張凌楠
（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東潮州521000）

摘要：檢查設(shè)備外觀，獲取設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，是變電運(yùn)行工作中一項(xiàng)最常見的任務(wù)。但由于設(shè)備本身體積龐大，加之安裝在較高處，通常較難輕易和準(zhǔn)確地獲得上述數(shù)據(jù)，本文討論了一種變電設(shè)備查驗(yàn)器的實(shí)現(xiàn)方式，旨在為變電運(yùn)行人員提供一個便捷的工具，提升完成工作的效率。

關(guān)鍵詞：變電運(yùn)行；設(shè)備觀察；巡視

0. 概述

變電運(yùn)行工作中，巡視是日常工作的重要組成部分。其主要工作方法是檢查設(shè)備外觀，獲取設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，致力于發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的隱患，將設(shè)備故障消滅在萌芽狀態(tài)，盡可能地降低設(shè)備故障的出現(xiàn)。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的電力事業(yè)的高速發(fā)展，變電站內(nèi)的設(shè)備也日益增加，變電運(yùn)行設(shè)備的巡視工作也越來越受到電力從業(yè)人員的關(guān)注。如何在有限的時間內(nèi)，將設(shè)備巡視質(zhì)量最大化，成為值得我們研究和思考的問題。一般來說，要提升設(shè)備巡視工作的完成質(zhì)量，除了增派有經(jīng)驗(yàn)的工作人員、縮短巡視周期以增加巡視次數(shù)外，還有一個重要的措施，那就是改進(jìn)巡視所使用的各種輔助工具，盡量打破客觀因素對巡視工作的限制，減輕運(yùn)行人員的工作負(fù)擔(dān)。

1. 目的和意義

前文提到，檢查設(shè)備外觀，獲取設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，是巡視工作的目的之一，但受限于設(shè)備本身體積及安裝高度，運(yùn)行人員通常較難直接從地面獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)。如斷路器瓷瓶頂端情況、刀閘關(guān)節(jié)處的磨損情況等等，特別是對于使用氣體絕緣的設(shè)備來說，其壓力值是反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一個重要參數(shù)，因此，變電運(yùn)行中每月都會開展一項(xiàng)記錄斷路器、電流互感器等設(shè)備壓力值的工作。但由于相關(guān)的表計通常安裝在較高位置，需要借助望遠(yuǎn)鏡或高倍變焦相機(jī)來完成工作。它們的主要弊端是由于采用仰視視角，讀取數(shù)據(jù)誤差較大。其中，望遠(yuǎn)鏡由于每次讀取都需要調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡，還存在耗時較長，對人員有使用望遠(yuǎn)鏡的技能要求等方面的不足；而使用高倍變焦相機(jī)也存在操作時間過長的問題，因?yàn)槊看握障嗪螅璺糯笈臄z到的圖片，再獲取表計的讀數(shù)，這兩種方法效率均較低，且工作量偏大。

出于改善以上現(xiàn)狀的考慮，我們提出設(shè)計一款便攜式近距離設(shè)備狀態(tài)查驗(yàn)器（以下簡稱“查驗(yàn)器”）的想法。其中，便攜式是指該查驗(yàn)器的體積要小巧，便于攜帶，由于查驗(yàn)器將應(yīng)用于日常巡視中，如若設(shè)備體積或重量過大，會給運(yùn)行人員造成額外的負(fù)擔(dān)，則與設(shè)計初衷相悖；近距離是指查驗(yàn)器必須具備近距離，甚至直接與高壓帶電設(shè)備接觸而不受影響的能力，由于所觀察設(shè)備通常帶有高電壓，其周圍環(huán)境必定存在高電場，故才需要設(shè)備來代替人員進(jìn)行觀察。設(shè)備狀態(tài)查驗(yàn)是指該裝置能夠準(zhǔn)確地將高處的設(shè)備狀態(tài)（如設(shè)備的壓力值、設(shè)備外觀、設(shè)備本體上因高度原因?qū)е碌臒o法直接觀察的點(diǎn)）如實(shí)地反應(yīng)給地面的觀察人員，且應(yīng)具備操作方法簡單便捷的特點(diǎn)。

圖1連接固件設(shè)計圖

2. 設(shè)計思路

基于實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，我們對查驗(yàn)器提出一個初步的設(shè)想：借助現(xiàn)有的絕緣桿平臺，在其頂端安裝一個用于拍攝記錄的設(shè)備，該設(shè)備除了具備能夠清晰記錄圖像的功能之外，還應(yīng)能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制拍攝的角度和方向，遠(yuǎn)程控制的方式則可以通過借助藍(lán)牙技術(shù)或wifi傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。同時，我們也提出了兩種能夠?qū)崿F(xiàn)拍攝設(shè)備與絕緣桿連接的方式，一種方式是直接用卡扣捆綁或用膠水粘貼的形式，另一種方式是設(shè)計和制作專用的連接固件。經(jīng)過討論和分析對比，相對于直接捆綁或粘貼，開發(fā)連接固件具有安裝簡單、可重復(fù)使用、不降低絕緣桿的有效絕緣距離等優(yōu)勢，故將其確定為最終的實(shí)現(xiàn)方案。

圖2

3. 可行性簡析

我們從設(shè)想中組成查驗(yàn)器的各個部分來進(jìn)行可行性探討。首先是絕緣桿，現(xiàn)在有絕緣桿已經(jīng)過多年使用驗(yàn)證，其絕緣水平足夠滿足查驗(yàn)器的要求；接著是專用連接固件，連接固件必須適配絕緣桿的接頭，其結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于加工，就目前的普遍的金屬加工工藝而言，只要能夠設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)，連接固件不難加工出來；最后是云臺和拍攝設(shè)備，此部分設(shè)備需要精密的電子設(shè)計和加工工藝，對于業(yè)余人員來說，要獨(dú)立開發(fā)非常困難，且市面上已有成熟產(chǎn)品可供選擇，故該部分設(shè)備也可直接選用，綜上所述，查驗(yàn)器的初步設(shè)想，就目前的技術(shù)水平來說，是能夠順利實(shí)現(xiàn)的。

4. 查驗(yàn)器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

研制成功的查驗(yàn)器各部分主要技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）500kV絕緣桿

查驗(yàn)器所采用的絕緣桿是美國HASTINGS產(chǎn)的HV-225型號絕緣桿，該桿采用高強(qiáng)度玻璃纖維制造，伸展長度為7.80m，由6個小節(jié)組成，長度可根據(jù)使用需求伸縮調(diào)節(jié)，出廠時通過每30cm測試電壓100kV/5min的測試，具有良好的絕緣性能。其桿頂端裝設(shè)有高強(qiáng)度鋁合金萬用接頭，可牢固連接各種功能的金屬工具頭，使用擴(kuò)展性強(qiáng)。

（2）連接固件

該自主開發(fā)的連接固件主要用于絕緣桿與云臺之間的連接，其在提供緊固作用的同時，必須滿足不降低絕緣桿的絕緣能力的要求?？傮w設(shè)計圖如圖1所示。

連接固件總長共61mm，材質(zhì)是不銹鋼，主要由4個部分組成（圖中從左下到右上），分別是：

①長為6mm、規(guī)格為UNC1/4-20的螺紋，主要用于固件與云臺的連接，采用通用三腳架的螺紋規(guī)格，支持各種主流型號的相機(jī)，提升了固件的兼容性。

②直徑為32mm，高15mm的圓柱形支撐體，主要用于支撐云臺和相機(jī)，起連接螺紋和托盤的作用。

③由長32mm，寬25mm，高5mm的長方體和直徑為32mm，高度為5mm的水平圓柱形作布爾和運(yùn)算得到的托盤，其上開有U型槽，槽寬為10mm。

④水平均勻分布在托盤上的卡齒3個，由直徑為32mm的圓和直徑為21mm的圓與半徑拉伸組成，高度為2mm，每個齒的弧度為15°，齒與齒之間的角度為105°，為保證固件連接后能組合成垂直角度，第一個齒的底面棱（圖上紅線標(biāo)出位置）與中軸線重合。

（3）Motrr公司產(chǎn)Galileo云臺

Motrr公司生產(chǎn)的Galileo云臺，可通過藍(lán)牙進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，進(jìn)行水平360°，垂直360°旋轉(zhuǎn)（由于底座的影響，有效工作的垂直角度約為280°）。底座設(shè)計有標(biāo)準(zhǔn)1/4英寸接口，可方便地與普通三角架等連接。

（4）Gopro公司產(chǎn)Hero4Black相機(jī)

Hero4Black相機(jī)具有體積小、防抖動、拍攝功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，可錄制高達(dá)4K分辨率、30楨每秒的高清視頻，單張相片也可達(dá)12MP，且可通過WiFi將畫面實(shí)時傳輸?shù)揭苿咏K端上，且相機(jī)良好的防抖功能，使得其即使在絕緣桿的頂端，也得保證拍攝的質(zhì)量。

5. 應(yīng)用效果

本查驗(yàn)器已成功研制，并在500kV韓江站進(jìn)行應(yīng)用，效果良好，如在一次發(fā)現(xiàn)站內(nèi)低壓電抗器線圈隔條出現(xiàn)松脫的現(xiàn)象中，經(jīng)檢修班組維護(hù)后，運(yùn)行人員使用查驗(yàn)器進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示，此角度的圖像，運(yùn)行人員從地面是無法直接觀察到的。

查驗(yàn)器為運(yùn)行人員提供了一個能夠?qū)崟r對設(shè)備進(jìn)行全方位觀察的工具，便于讓運(yùn)行人員更加清晰地掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患的能力，有利于保障電網(wǎng)企業(yè)的供電可靠性。此外，該套工具也可運(yùn)用于培訓(xùn)課程中設(shè)備講解的現(xiàn)場教學(xué)，讓學(xué)員親自操作，模擬巡視，從而增強(qiáng)教學(xué)的說服力和互動性。

圖2為電抗器隔條脫落檢修后，使用查驗(yàn)器驗(yàn)證效果時拍攝的電抗器頂端圖片。

參考文獻(xiàn)

［1］張麗紅.變電設(shè)備巡視質(zhì)量的主要影響因素分析及對策［J］.現(xiàn)代制造，2015（27）：161-161.

［2］王劍飛.基于WIFI技術(shù)的井下視頻傳輸系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)［D］.遼寧：遼寧工業(yè)大學(xué)，2014.

中圖分類號：TM63

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A