黃華安

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局，廣東 韶關(guān)512000)

0 引言

隨著社會(huì)快速發(fā)展，人們對供電可靠性要求越來越高，而帶電作業(yè)是提高可靠性的重要手段之一。根據(jù)作業(yè)人員所處電位高低，帶電作業(yè)方法可分為地電位作業(yè)法、中間電位法和等電位作業(yè)法。其中，等電位作業(yè)法是指人員與帶電體處于同一個(gè)電位上的作業(yè)，作業(yè)時(shí)人員與帶電體保持接觸。等電位作業(yè)法最大的特點(diǎn)是作業(yè)人員通過穿戴全套屏蔽服直接接觸帶電設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，故而可有效完成緊急、重大的檢修工作。絕緣軟梯與跟斗滑車是等電位作業(yè)過程中常用的一種帶電作業(yè)工具。在處理斷股導(dǎo)線、導(dǎo)線粘連、導(dǎo)線異物以及安裝或更換間隔棒和防震錘等檢修工作時(shí)，都必須通過絕緣軟梯進(jìn)入強(qiáng)電場實(shí)施等電位作業(yè)。在作業(yè)過程，發(fā)現(xiàn)使用跟斗滑車掛取架空導(dǎo)線時(shí)，易從絕緣操作桿掛鉤上脫落，發(fā)生高空墜物事件，尤其是操作距離在3 m以上220 kV甚至是500 kV的高壓輸電線路，因滑車掛取所造成的高空墜物及工具損壞事件，不僅延誤了檢修工作進(jìn)度、增加了工作難度，還會(huì)增加地面作業(yè)人員的安全隱患。

韶關(guān)供電公司輸電所所管轄110 kV及以上電壓等級的高壓線路將近4 000 km，日常工作量大，檢修任務(wù)繁重。若因工具問題而導(dǎo)致檢修任務(wù)不能如期完成，則是一起嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。如何為帶電作業(yè)“減負(fù)”，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，成為目前架空線路作業(yè)的一大難題。因此，亟需研制出一種簡便高效的帶電作業(yè)滑車工具，為帶電作業(yè)減負(fù)并提高作業(yè)安全系數(shù)。

1 輸電線路帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛工作現(xiàn)狀

在進(jìn)行等電位作業(yè)時(shí)，通常情況下采用絕緣軟梯進(jìn)入導(dǎo)線后進(jìn)行作業(yè)。首先登塔采用絕緣操作桿將跟斗滑車懸掛在導(dǎo)線上進(jìn)行作業(yè)，然后通過跟斗滑車將絕緣軟梯懸掛在導(dǎo)線上。而由于導(dǎo)線實(shí)際空間位置距地面有一段距離，通過人工獨(dú)立作業(yè)完成懸掛絕緣軟梯的作業(yè)難度系數(shù)較高，且較易發(fā)生跟斗滑車掉落的情況。當(dāng)前懸掛跟斗滑車的主流方法主要有3種。

1.1 登塔懸掛作業(yè)法

對距離輸電鐵塔距離較近的導(dǎo)線位置，由電力檢修作業(yè)人員隨身攜帶直徑較細(xì)的絕緣傳遞繩進(jìn)行登塔人工作業(yè)，通過絕緣操作桿將帶有絕緣傳遞繩跟斗滑車直接懸掛在導(dǎo)線的適當(dāng)位置上。而對距離輸電鐵塔較遠(yuǎn)的導(dǎo)線位置，由電力檢修作業(yè)人員登塔后將一頭連接有一定重量物體的絕緣繩拋過輸電導(dǎo)線，重物會(huì)自由落體跌落至地面。地面電力檢修作業(yè)人員將絕緣繩連接固定后隨即牽拉絕緣繩移動(dòng)至需要進(jìn)行絕緣軟梯安裝的位置，此方法適用于35～220 kV線路導(dǎo)線側(cè)近端作業(yè)，不限塔高，掛取過程中存在跟斗滑車易從絕緣操作桿掛鉤上脫落，發(fā)生高空墜物事件且單人操作難度大。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須再次登塔拆除絕緣軟梯，或在登塔掛取后留在桿塔上等待工作完成后再進(jìn)行拆除。該方式掛、拆工作時(shí)間約為40 min。

1.2 魚竿拋扔作業(yè)法

由電力檢修作業(yè)人員模擬魚竿拋扔的動(dòng)作方法將帶有重錘細(xì)繩拋扔過輸電導(dǎo)線，由細(xì)繩牽拉著絕緣繩穿過輸電導(dǎo)線，再直接將絕緣軟梯金屬梯頭懸掛在輸電導(dǎo)線的檢修作業(yè)位置上，該方式適用于導(dǎo)線對地距離在10 m及以下線路作業(yè)中，并且在牽拉過程出現(xiàn)繞在導(dǎo)線上的絕緣繩來回移動(dòng)，導(dǎo)致掛軟梯位置較難滿足實(shí)際工作需要。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須登塔拆除絕緣軟梯。該方式掛、拆工作時(shí)間約為30 min。

1.3 射繩器作業(yè)法

通常使用帶有機(jī)械動(dòng)力的射繩槍或以壓縮空氣為動(dòng)力的射繩器發(fā)射彈體將細(xì)絕緣繩彈射過輸電導(dǎo)線，再直接將絕緣軟梯金屬梯頭懸掛在輸電導(dǎo)線的檢修位置上，該方式適用于導(dǎo)線對地距離在20 m以下的線路作業(yè)中，拋射過程易出現(xiàn)過線或者纏繞在其他相導(dǎo)線上。帶電作業(yè)完成后，作業(yè)人員須登塔拆除絕緣軟梯。該方式掛、拆工作時(shí)間約為30 min。

2 自動(dòng)掛脫線滑車的技術(shù)原理

掛線機(jī)構(gòu)工作原理是輸電導(dǎo)線下方電力檢修作業(yè)人員對自動(dòng)掛脫線滑車通過無人機(jī)拋掛牽引繩再人工牽拉使掛線機(jī)構(gòu)能夠逐步接近輸電導(dǎo)線，待自動(dòng)掛脫線滑車接觸到輸電導(dǎo)線時(shí)，通過外力作用，利用自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主動(dòng)勾住輸電導(dǎo)線，且該滑車不會(huì)主動(dòng)從導(dǎo)線上脫落。

脫鉤裝置工作原理是通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉滑輪內(nèi)絕緣繩，絕緣繩上鎖扣卡住脫落環(huán)；牽拉絕緣繩，絕緣繩帶動(dòng)脫落裝置連接桿以脫落裝置連接環(huán)為軸逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)至一定幅度時(shí)，滑車整體逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)，開口端有主動(dòng)脫開輸電導(dǎo)線的趨勢。待自動(dòng)掛脫線滑車的脫落環(huán)逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，結(jié)合外力作用，掛鉤主動(dòng)脫開輸電導(dǎo)線，自動(dòng)掛脫線滑車從導(dǎo)線上脫落。

3 自動(dòng)掛脫線滑車的基本構(gòu)成及作用

自動(dòng)掛脫線滑車主要有掛線機(jī)構(gòu)、脫線機(jī)構(gòu)、滑輪機(jī)構(gòu)及固定機(jī)構(gòu)。各部分及其作用描述如圖1所示。

1—牽引繩連接塊；2—脫落裝置連接環(huán)；3—脫落裝置連接桿；4—脫落環(huán)；5—連接軸；6—支撐銷軸；7—滑輪；8—軸承；9—主銷軸；10—螺堵。

3.1 掛線機(jī)構(gòu)

通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉牽引繩連接塊使掛鉤能夠向接近輸電導(dǎo)線的方向移動(dòng)，待自動(dòng)掛脫線滑車接觸到輸電導(dǎo)線時(shí)，能夠自動(dòng)利用自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合外力作用主動(dòng)勾住輸電導(dǎo)線，并保證自動(dòng)掛脫線滑車不從輸電導(dǎo)線上主動(dòng)脫落。

3.2 脫線機(jī)構(gòu)

通過輸電導(dǎo)線下方的電力檢修作業(yè)人員人工牽拉滑輪內(nèi)絕緣繩，通過脫落環(huán)給脫落裝置連桿下拉力，帶動(dòng)掛鉤板脫離導(dǎo)線。

3.3 滑輪機(jī)構(gòu)

將絕緣軟梯與繩索連接，在滑輪的一端通過牽拉提前懸掛在滑輪上的牽引繩索，即可實(shí)現(xiàn)將絕緣軟梯提升到電力檢修作業(yè)的輸電導(dǎo)線位置，從而實(shí)現(xiàn)絕緣軟梯的懸掛。由電力檢修作業(yè)人員對絕緣軟梯進(jìn)行固定后，即可開始電力檢修作業(yè)。

3.4 固定機(jī)構(gòu)

用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掛脫線滑車的固定，保證自動(dòng)掛脫線滑車懸掛在電力檢修作業(yè)位置時(shí)，不會(huì)發(fā)生位移、脫落、打滑等異常現(xiàn)象。

針對滑車的工作環(huán)境，掛鉤機(jī)構(gòu)和脫鉤裝置在絕緣性能及機(jī)械性能等方面須滿足實(shí)際工作需求。因此，本課題中所研制的自動(dòng)掛脫線滑車各部件包括掛鉤、滑輪、固定機(jī)構(gòu)等均采用絕緣材料制作，絕緣性能優(yōu)異；且經(jīng)某電力液壓科技有限公司測定該滑車整體拉力值可達(dá)到350 kg。

4 自動(dòng)掛脫線滑車的具體應(yīng)用和應(yīng)用效果

4.1 具體應(yīng)用流程

在實(shí)際帶電作業(yè)中，自動(dòng)掛脫線滑車的使用步驟如下：①采用無人機(jī)拋掛絕緣牽引繩。②利用牽引繩掛自動(dòng)掛脫線滑車。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掛脫線滑車的脫線步驟為：①牽拉滑輪端繩索。②自動(dòng)掛脫線滑車開始脫離輸電導(dǎo)線。③自動(dòng)掛脫線滑車脫線完畢。

4.2 應(yīng)用效果分析

在韶關(guān)供電局帶電作業(yè)中，抽取了10次帶電作業(yè)作為本裝置試驗(yàn)項(xiàng)目，分別使用自動(dòng)掛脫線滑車和未使用自動(dòng)掛脫線滑車，所用時(shí)間對比如表1所示。

表1 測量時(shí)長

經(jīng)實(shí)踐證明，按目前傳統(tǒng)的帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛作業(yè)方式，一般作業(yè)完成時(shí)間在30～40 min(登塔懸掛作業(yè)法為40 min；魚竿拋扔作業(yè)法為30 min；射繩器作業(yè)法為30 min)，使用自動(dòng)掛脫線滑車后，作業(yè)時(shí)間可控制在12～15 min，帶電作業(yè)絕緣軟梯懸掛工作時(shí)間縮減50%以上，且不限塔高，無需作業(yè)人員登塔操作，提升工作效率，保證安全性，兼顧經(jīng)濟(jì)性。作業(yè)時(shí)間對比如圖2所示。

圖2 作業(yè)時(shí)間對比

5 結(jié)語

本課題所研制的是一種通過常規(guī)的人工拉力作用可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掛、脫輸電導(dǎo)線的滑車，主要用于帶電作業(yè)中懸掛絕緣軟梯等帶電作業(yè)工具。該自動(dòng)掛脫線滑車能夠解決絕緣操作桿懸掛跟斗滑車難、易掉落等問題，保障了帶電作業(yè)的高效和安全。經(jīng)實(shí)踐證明，在架空線路進(jìn)行帶電作業(yè)過程中，該滑車具備一定的可行性及實(shí)用性，可廣泛推廣至各供電公司輸電線路帶電作業(yè)中。