输电线路可视化带电紧固螺栓工具的研制与应用分析

杨德奖 尹文波 林晓敏 吴幸均 田 亮

广东电网湛江供电局 广东 湛江 524000

1 输电线路可视化带电紧固螺栓工具的研制

1.1 研制背景 随着科技发展，输电线路行业也迎来巨变，由以往的人工塔下巡视转变为每月无人机精细化巡视，无人机的引入，可以在高空发现人眼无法发现的缺陷，大大提高输电线路本体缺陷的发现率。经统计无人机精细化巡视发现缺陷中，螺母、螺栓、插销缺失、松动缺陷占到了80%。大批量缺陷发现后广东电网公司出台了缺陷消缺指标，紧急重大缺陷消缺为100%，一般缺陷消缺率为98%。而本体缺陷涉及到停电消缺。而如今南方电网对线路停电严格控制，加之本体缺陷停电消缺时间长。大部分缺陷并未得到及时消缺，严重威胁线路安全稳定运行。所以研制一种可视化带电紧固螺栓工具刻不容缓。

1.2 结构设计 为解决现有问题输电线路可视化带电紧固螺栓工具，应有屏蔽环、绝缘操作杆、电机，套筒、插销器、Wi Fi可视化系统。

1.3 绝缘杆设计 考虑到输电线路可视化带电紧固螺栓工具，操作人员属于地电位带电作业，按照带电作业组合间隙标准，地电位作业，作业人员与带电体最小电气安全距离110k V线路应不小于1 m，220k V线路应不小于1.8米。以110k V线路为例，根据110k V线路耐张玻璃绝缘子金具组装串，包括延长环、U型螺丝，直角挂板，三角连板、调整板以及耐张线夹长度，共为2994 mm。考虑到电机较重，力矩、以及人机功效等方面，设计绝缘杆长度为1.2 m∗3。另外，考虑到为带电安装，在绝缘杆手持部分安装电机遥控开关。

1.4 可视化系统设计 考虑到本工具为地电位带电作业，人体不得进入强电场范围内，加之绝缘杆较长，绝缘杆顶端电机较重，肉眼准确找到螺母位置难度较大，故加装一套可视化Wi Fi系统，包括Wi Fi摄像头、WiFi发射装置。考虑到夜间作业光线不足问题，在Wi Fi摄像头上加装LED灯一个，满足不同环境、不同天气问题。能更准确的看清螺栓及插销位置，方便操作。

1.5 电机系统设计 电机系统为本套工具的核心。针对高压输电线路感应电问题，电机采用无刷电机，电机外部加装感应电屏蔽装置。电机内部结构有：小电箱、无刷电机、电机绝缘壳、电机屏蔽壳、内齿轮、扳手冲击总成、铝头壳四方输出轴、套筒定位销、套筒扳手组件、插销器，电池过载保护、电机驱动板、遥控信号接收及驱动装置。其中配套套筒6套，可满足输电线路所用所有螺母尺寸，如：M16、M24等。铝头壳四方输出为弱磁材料制成，保证套筒在使用过程中不会脱落。套筒亦应使用弱磁材料制成，确保螺母不会脱落。使用输电线路可视化带电紧固螺栓工具紧固的螺栓力矩应达到，架空输电运行规范或者设计标准中规定的80N.m。

另，电机与绝缘杆接头位置为可转动设计，适应了输电线路电压等级、杆塔类型、杆塔结构以及安装人员习惯不同导致的螺栓及插销安装位置不同的问题。使用可转动设计，该工具可全方位、无死角的紧固塔上任何一枚螺丝。

1.6 工具试验 工具制作完成后，我们委托深圳一家专业电力设备检测对输电线路可视化带电紧固螺栓工具进行试验，包括耐压试验、振动试验、力矩试验，均能满足目前电力行业标准。可以使用。

2 工具的应用

2.1 输电线路可视化带电紧固螺栓工具的使用方法及步骤 首先，将输电线路可视化带电紧固螺栓工具中的绝缘杆连接，在安装握把处屏蔽环，之后安装将电机与绝缘杆顶部连接。根据需紧固的螺母尺寸选择相对应的套筒安装。人员在办好带电作业工作票后，在核对杆塔信息及天气后，满足作业条件。人员身穿屏蔽服登塔作业，绝缘杆为伸缩式，在根据现场实际情况，选择拉出绝缘操作杆长度并锁死，防止脱扣。作业人员打开Wi Fi摄像头，调出摄像头画面。打开LED射灯。根据视频画面找到需要带电紧固的螺母套入。套入稳固后，操作人员按下手柄处的电机遥控开关，直到电机无法转动则为紧固完成。之后人员下塔，塔上无遗留物，工作完成。收回工具，定期保养即可。

3 技术创新点

3.1 该装置为带电工作，原本需要长时间停电消缺的缺陷不需停电了，大大减少客户停电时间，提高供电可靠性，也大大提高客户满意度。

3.2 该装置为电动作业，取代老式的人力作业方法，符合人机功效，大大节省作业人员体力。

3.3 加装可视化Wi Fi摄像头装置，可以通过视频快速准确的找到所需紧固的螺母位置，大大降低消缺时间，以及作业人员的劳动强度，一举两得。

3.4 电机与绝缘杆接头位置为可转动设计，适应了输电线路电压等级、杆塔类型、杆塔结构以及安装人员习惯不同导致的螺栓及插销安装位置不同的问题。使用可转动设计，该工具可全方位、无死角的紧固塔上任何一枚螺丝。

4 输电线路可视化带电紧固螺栓工具的应用

工具研制出以及实验合格后，我们立即将该工具在输电线路上实地使用。2019年年中，在无人机作业结束后，我们即对110k V沙金线进行带电紧固螺栓及安装销钉总做中，现场应用效果比较理想，在保证工作人员安全的前提下，能够大大提高线路的工作效率。应用表明输电线路可视化带电紧固螺栓工具具备方便操作、可视化作业、易拆卸等优点。

5 结束语

本文对输电线路可视化带电紧固螺栓工具进行研制，并对其应用进行分析，依托现有的停电消缺方式有停电时间长、操作复杂的缺点，以简单、安全为目的，调整输电线路本体缺陷消缺方式，实现本文设计。所研制的输电线路可视化带电紧固螺栓工具很大程度上优化了现有缺陷消缺方式，在保证工作人员安全的前提下，能够大大提高线路的工作效率。