多俊龍，崇生生，劉耘成，王 鐵

(國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110044)

截至2017年底，國網(wǎng)沈陽供電公司共管轄66 kV及以上架空輸電線路338回，總計長4 727.61 km，桿塔15 625基，廣泛分布于沈陽各地區(qū)。根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，過去5年內(nèi)線路保護區(qū)內(nèi)由于風箏、建筑垃圾、塑料條等漂浮物造成的跳閘事故：220 kV線路年平均1.6次、66 kV線路年平均3.8次，嚴重影響了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。線路運維單位年平均66 kV及以上電壓等級漂浮物136次，出動絕緣斗臂車80余臺次，作業(yè)人員360多人次，消耗了大量人力、物力、財力。國內(nèi)外學者在架空線路漂浮物處理方式上進行了廣泛研究，但在專門針對帶電線路漂浮物處理的專用工具領域研究較少，帶電導線漂浮物清除器填補了帶電清除漂浮物專用工器具的空白，降低作業(yè)人員漂浮物清理難度，提高了工作效率和質(zhì)量[1-2]。

1 傳統(tǒng)漂浮物處理方式及缺陷

根據(jù)漂浮物距離塔身的遠近角度，傳統(tǒng)架空線路漂浮物處理分為兩類：漂浮物距離桿塔塔身較近時，在作業(yè)人員手持絕緣桿能夠觸碰的范圍內(nèi)，稱為近塔身漂浮物；反之，漂浮物距離塔身較遠時，則稱為遠塔身漂浮物。對于近塔身漂浮物，傳統(tǒng)作業(yè)方式中由作業(yè)人員手持帶刀具的絕緣桿，站在桿塔橫擔上，通過絕緣桿上的刀具對漂浮物進行破壞，使之脫離線路；對于遠塔身漂浮物，通常由作業(yè)人員帶電出線處理或結合線路停電檢修處理。

兩種傳統(tǒng)處理方式均存在不足之處，近塔身作業(yè)依賴于作業(yè)人員技能水平，且很難徹底清除纏繞緊固的漂浮物，長時間作業(yè)會造成人員疲勞，一旦操作過程中出現(xiàn)失誤，可能造成相間短路或作業(yè)人員感電、墜塔等事故。遠塔身作業(yè)采取停電作業(yè)清除漂浮物時，需要結合檢修計劃，漂浮物長時間掛于線路上，在下雨等氣象條件下，很容易造成相間短路，系統(tǒng)運行存在巨大隱患；而由作業(yè)人員帶電出線清除漂浮物時，作業(yè)難度大、風險高[3-4]。

2 新型帶電導線漂浮物清除器工作原理和結構特點

2.1 工作原理

清除器上下2個金屬環(huán)分別系絕緣繩端子，構成絕緣無極線圈，線圈通過掛于架空線上的翻跟頭滑車，由2名地面作業(yè)人員拉拽使清除器升空。拉拽過程中，作用在上下金屬環(huán)上垂直方向和水平方向的力大小和方向均不同，垂直方向上的力使清除器能夠上下運動，水平方向上不平衡的力使之旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力被絕緣線圈內(nèi)部扭轉(zhuǎn)力抵制，當旋轉(zhuǎn)力釋放的能量完全被繩索內(nèi)力吸收時，清除器朝一個方向停止旋轉(zhuǎn)，此后繩索內(nèi)力釋放能量，清除器反方向旋轉(zhuǎn)。清除器上下運動過程中，水平方向上始終受不平衡力作用，能量逐漸累積，使清除器在實際操作過程中，正反向交替高速旋轉(zhuǎn)。新型帶電導線漂浮物清除器原理如圖1所示。

圖1 新型帶電導線漂浮物清除器原理

2.2 結構特點

新型帶電導線漂浮物清除器結構上分為主體支撐柱、雙十字立體交叉纏繞器、雙面反向螺旋鉸刀和繩索固定環(huán)4部分。主體支撐柱采用航天鋼材制作，開有互相垂直的3組橫向通孔，能夠保證清除器結構穩(wěn)定。雙十字立體交叉纏繞器由3組破股的鋼絞線兩兩垂直，十字交叉貫穿固定在主體支撐柱內(nèi)，通過交錯縱橫的爪狀高韌性鋼絲與漂浮物接觸，能夠在短時間對漂浮物進行有效纏繞。雙面反向螺旋鉸刀由上下2組互成120°的3片精鋼鉸刀緊壓在繩索固定環(huán)和柱體之間，鉸刀在旋轉(zhuǎn)過程中對漂浮物主體進行破壞。繩索固定環(huán)用來系掛絕緣繩索，牽引清除器上下運動，提供清除器旋轉(zhuǎn)的原動力[5-7]。其實物如圖2所示。

圖2 帶電導線漂浮物清除器實物圖

3 新型帶電導線漂浮物清除器使用過程

實際使用過程中，先由作業(yè)人員在架空線上掛“翻跟頭滑車”，將絕緣繩索兩端通過滑車分別系在清除器上下2個金屬環(huán)上，拉動繩索使清除器升空接近漂浮物。利用作用在清除器水平方向上不平衡力的作用，以及繩索扭轉(zhuǎn)力反復吸收、釋放能量，清除器在上下運動過程中正反向交替高速旋轉(zhuǎn)。通過雙十字立體交叉纏繞器和雙面反向螺旋鉸刀對漂浮物進行纏繞、切割，最后將纏繞漂浮物的清除器拉至地面完成回收。清除器使用過程如圖3所示。

圖3 新型帶電導線漂浮物清除器使用過程

4 經(jīng)濟效益

以沈陽地區(qū)2017年為例，全年實際處理各電壓等級漂浮物共計43起，按照停電損失電量W計算方法：

W=K×S×T

(1)

式中：K為電量損失系數(shù)；S為停止供電的各用戶容量之和；T為停電持續(xù)時間。

以一條66 kV輸電線路單次停電處理漂浮物為例，導線通過電流為236 A，電量損失系數(shù)5.2，停止供電用戶容量之和為356 MW，停電持續(xù)時間2 h，損失電量為：W=236×5.2×35.6×2=37×104kWh，直接經(jīng)濟損失將超過18.5萬元。2017年實際漂浮物處理中,采用新型帶電導線漂浮物清除器帶電處理66 kV以上電壓等級漂浮物8次，避免了停電損失,為電網(wǎng)挽回直接經(jīng)濟損失超過148萬元，節(jié)支效益極為顯著。

新型帶電導線漂浮物清除器的應用改變了傳統(tǒng)

漂浮物處理工作模式，將以往塔上漂浮物處理轉(zhuǎn)為地面操作，同時將原來平均50 min/次的漂浮物處理作業(yè)縮短到20 min/次，降低了作業(yè)人員的勞動強度,避免了感電、墜塔風險,節(jié)約了時間成本，提高了工作效率和質(zhì)量。

5 結束語

新型帶電導線漂浮物清除器從工作原理和結構特點兩方面創(chuàng)新，將傳統(tǒng)塔上作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樗伦鳂I(yè)，將傳統(tǒng)的停電作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閹щ娮鳂I(yè)，開創(chuàng)了一種帶電漂浮物處理的新模式，徹底解決了帶電清除漂浮物的問題，保障了電網(wǎng)的連續(xù)穩(wěn)定運行,具有很大的經(jīng)濟效益和社會價值。

清除器填補了帶電清除漂浮物處理專用工器具領域的空白，已于2017年8月11日獲得專利授權。其制作成本低、適用范圍廣，下一步將制定、完善操作規(guī)程，組織相關培訓，將新型帶電導線漂浮物清除器應用到更多現(xiàn)場作業(yè)中，解決實際問題，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。