新无人机技术在输电线路清除异物的应用

新无人机技术在输电线路清除异物的应用

林枭

国网青海省电力公司西宁供电公司，青海 西宁 810000

摘要：电力输电线路长期在自然环境中运行，容易缠挂异物，如风吹刮等原因将类似农用大棚塑料、遮阳网、编织带、广告用的广告布、风筝及风筝拉绳等异物缠绕在电力输电线路上，这些异物雨淋或受潮后，绝缘性能差，容易造成输电线路跳闸、短路等事故发生，严重影响电网供电安全。传统对输电线路异物清除的方法是在线路停电的前提下由作业人员将飞车挂在输电导线上，然后坐在飞车上移动至异物处将异物取下，既影响供电，杆上作业人员费时费力且有危险性。

关键字：新无人机技术，New Drone Technology；输电线路，Transmission Line；清除异物，Clear foreign body

1引言

 随着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。在春秋季，风筝、地膜等异物经常刮落在输电线路上，如不能及时快速处理，极易造成高压输电线路发生单相接地、相间短路等跳闸故障，影响电网的安全稳定运行，严重时还可能造成电网大面积停电事故。
传统的方法可以处理多种异物，但工作效率低、费时、费力且不安全，所挂异物线路经常处在大山大沟，跨越河流等地形复杂的地段，使得异物处理难度大、时间长、安全性低，尤其对于带电清除异物，极大地提高了工作人员的作业风险，若要停电清除异物，对电网的供电可靠性造成严重影响。为提高电网供电可靠性，减少停电时间，尽量用带电作业方法处理输电线路复杂地形及受设备限制的疑难异物，就需要有一个能够安全、简便、快速、经济的异物处理技术来迅速完成消缺任务。

2新无人机技术在输电线路清除异物的应用

由于无人机技术引进到输电线路后,发现利用无人机可以简化原来的输电线路的运维模式，从刚开始的线路人工巡检到无人机线路巡视，消除了存在的观测盲区，及时发现缺陷，避免了人工巡视中存在着缺陷不清晰的问题。无人机的巡视让我们联想到了输电线路异物的处理问题，火是处理异物最简单的方式，一方面输电线路具有一定的耐高温特性，一段时间的高温处理不影响输电线路的安全运行；另一方面输电线路上的异物大多都是轻盈的塑料制品，用火可以简单快速的处理输电线路上的异物。所以喷火装置和多旋翼无人机的组合对清除异物方面是极具简单、快速、安全等优点。当输电线路巡检人员找准杂物附着位置时，就可以适时的调整无人机的悬停方位,以确保杂物能处在无机搭载的喷火装置的焦点上。这时工作人员可以通过远程控制系统打开喷火装置，这样喷火装置喷射出来的火就可以快速地熔断杂物，及时完成线路异物的清理。

2.1 新无人机技术原理

新无人机技术是在无人机的基础上添喷火装置，它与无人机的组合是由机体、升降板、旋转板、喷油管、电子打火装置、储油罐等组成。机体，其底部垂直设置有一电伸缩杆；升降板，其上表面与电伸缩杆的下端固定，升降板的下表面垂直设置有一转轴，转轴由一电机驱动；旋转板，其固定在转轴上；第一喷油管和第二喷油管，第一喷油管和第二喷油管的一端均固定在旋转板上，第一喷油管的内壁上间隔设置有多个螺旋导流板，第二喷油管的喷油端设置有一与第二喷油管的半径相等的挡油板，挡油板上靠近边缘的位置开设多组出油孔，第一喷油管和第二喷油管靠近喷油端的位置均设置有电子打火装置；储油罐，存储相应的油量。

2.2新无人机技术在输电线路清除异物的操作步骤

(1)喷火清除障碍物前，通过人工巡检及时作好异物线路及杆塔号(以下简称为清障点)的记录，异物记录应标注其悬挂位置( 如地线、导线、绝缘子、金具等)及特征(如风筝、鸟巢、绳索等)。根据异物位置及其特征，对清障点进行危害程度认定。

(2)危害程度要分级处理，根据对异物情况的记录危害程度进行认定。I级异物体积较大、异物随风飘摆范围大、绳索较长、危害程度较高有很大可能造成线路短路等应尽快处理的列为I级，尽快安排人员对异物进行处理；II级异物体积小、异物随风飘摆范围大、绳索较短、在一定时间内不易造成线路短路的列为II级，I级清障点优先级大于II级，即I级清障点处理完成后再安排II级清障点的清除计划。根据危害程度及相应距离划分进行清障路线的规划。

(3)清障路线的规划，本着快速高效、降低损失的原则，优先处理I级清障点再处理II级清障点。I、II级的清障路线规划方式相同,本着快速高效、省时的原则，将距离相近的清障点列为A，集中安排处理,对于较为分散的清障点单独列为B，待A清障点处理完成之后安排B的处理。

(4)清障准备，规划好清障路线后，作好喷火无人机及其相关设备的准备工作。

a、根据清障点数量准备好足够的动力电池，并提前对动力电池进行充电；

b、对喷火飞机进行检查，确保其达到最佳状态；

c、检查灭火器是否能够正常使用；

d、提前准备好足够的油量，为任务的完成作好充足的油量支持；

e、准备完成后，根据规划好的清障路线进行障碍物的清理工作；

f、异物清除完成,及时捡回烧毁掉落下来的异物以免污染环境。

2.3新无人机技术在输电线路清除异物的注意事项

因为在要做好防火措施；应对运输车辆和器具进行检查，车况必须良好；注意安全用电，动力电池充电时应安排专人负责；在对线上异物清理时，应做好防蜂、虫、蛇咬的相应措施；喷火设备使用前应全面检查，确认喷火飞机及喷火设备完整,绝缘良好，喷火正常、飞行正常；喷火现场应做到干净快速地进行异物处理工作。对现场所掉落的异物捡起集中处理以免造成环境的污染；喷火作业时应注意防火，不准乱丢烟头(烟头应带回住地)。工作时划定工作范围，由专人负责监督，人员离场时，不得留有明火和暗火；除障小队在每处清障点的清理起止时，应向该小队负责人汇报，以便其及时掌握异物处理进展，安排相关检查。

3新无人机技术在输电线路清除异物的应用

输电运维人员在110kV黄柳I回巡检时，发现一条地膜塑料飘挂在塔间线路上。由于地膜塑料飘挂缠绕的位置不佳，位于距离铁塔较远的导线上，常规带电作业困难。为此，运维人员决定采用无人机喷火装置清除导线异物，短暂的安装调试后，作业人员控制无人机升空定点悬停，与异物、导线之间保持两米左右的安全距离。

无人机上的喷火装置喷出一道约两米的火苗，缠绕在导线上的异物瞬间燃烧并脱落导线，全程仅耗时5分钟。由于输电线路本身具有较高的耐高温性，无人机单次喷火时间短，瞬间温度其实并不高，输电线路不会受到影响。

4结论

带电导线上缠绕异物，如遇大风、下雪天气或者异物本身是导电材质，极容易造成相间或对地放电故障，影响输电线路安全运行。以往处理异物缠绕输电线路缺陷，需要对线路进行停电，由2至4名检修人员登杆后在空中协作处理，处理过程至少需要几个小时，费时又费力不说，还存在一定的安全隐患。采用新无人机技术，喷火清除带电导线异物的作业方式，在减轻作业人员工作量、提高工作效率的同时，更加有利于确保现场人员和设备的安全，具有快捷、方便、高效的特点。

参考文献：

[1] 国家电网公司.国家电网公司电力安全工作规程[M].北京：中国电力出版社，2009.  

作者简介：

林枭，（1995），男，大学本科，助理工程师，从事输电线路运维检修与项目管理工作。

单位：国网西宁供电公司输电运检中心

通信地址：青海省西宁市城北区宁张路187号国网西宁供电公司检修分公司

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