CN108736377A - 一种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统及其应用方法，带电跨越系统包括临时抱杆、承载绳、定距绳、放浪绳、摄像头和若干立体式跨越单元，立体式跨越单元包括两个地线跨越架和三个导线跨越架，两个地线跨越架并排布置，三个导线跨越架对中并排布置于两个地线跨越架的下方，相邻的导线跨越架之间通过绝缘定长杆连接，相邻的地线跨越架和导线跨越架之间通过绝缘伸缩杆连接；相邻的立体式跨越单元之间通过定距绳连接形成立体式跨越网，临时抱杆固定于杆塔上，承载绳的两端固定于临时抱杆上，用于承载立体式跨越网，立体式跨越网的两侧分别设置放浪绳；摄像头安装于承载绳上用于实时反馈。

Description

一种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统及其应用方法

技术领域

本发明属于电力线路防线施工领域，具体涉及一种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统及其应用方法。

背景技术

跨越电力线主要采用搭设跨越架或临时停电封网等施工方案，这些方法对人力、材料及工器具投入大、效率低、经济效益差、危险因素较多。且随着电力客户对供电可靠性要求的提高以及电力安全对于社会经济生活重要性的提高，申请停电难度加大，成本和安全风险也大大增加,尤其是电网主网架的220kV 及500kV及以上的输电线路，如果长时间停电，不但会对电网稳定造成威胁，而且将对工农业生产，国家建设造成各方面的损失和影响。所以传统的停电施工方法已经越来越无法满足优质可靠供电的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既不用搭设跨越架也不用停电封网的带电跨越系统，降低放线施工成本的同时不影响被跨越电力线路的供电。

本发明提供的这种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，包括临时抱杆、承载绳、定距绳、放浪绳、摄像头和若干立体式跨越单元，立体式跨越单元包括两个地线跨越架和三个导线跨越架，两个地线跨越架并排布置，三个导线跨越架对中并排布置于两个地线跨越架的下方，相邻的导线跨越架之间通过绝缘定长杆连接，相邻的地线跨越架和导线跨越架之间通过绝缘伸缩杆连接；相邻的立体式跨越单元之间通过定距绳连接形成立体式跨越网，临时抱杆固定于杆塔上，承载绳的两端固定于临时抱杆上，用于承载立体式跨越网，立体式跨越网的两侧分别设置放浪绳；摄像头安装于承载绳上用于实时反馈。

所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆的两端分别连接有挂钩。

所述地线跨越架和导线跨越架均包括两个行走滑轮、一个导向滑轮和两根所述绝缘定长杆，两个行走滑轮分别通过绝缘定长杆对称连接于导向滑轮的两侧。

所述地线跨越架导向滑轮的两侧对称连接有四个封闭式挂环，分别用于连接于所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆；所述导线跨越架导向滑轮的两侧对称连接两个封闭式挂环，分别用于所述绝缘定长杆。

所述地线跨越架和导线跨越架的行走滑轮上均连接有两个封闭式挂环，分别用于连接所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆。

所述承载绳采用PBO材料编织而成，用于承载所述立体式跨越网。

所述定距绳为棉纶绳，分别连接于所述地线跨越架和导线跨越架的行走滑轮之间和导向滑轮之间。

所述临时抱杆有四根，分两组，每组的一根临时抱杆上连接有用于展放地线和导线的挂线滑轮。

所述本系统还包括智能控制系统，智能控制系统包括数据采集部分、数据传输部分和智能控制部分；数据采集部分包括牵引机、张力机状态数据采集模块，导、地线牵张力数据采集模块，放线走板位置数据采集模块和跨越段视频数据采集模块；将所述摄像头的视频数据发送到数据传输模块中；数据传输模块通过无线网将数据传输至智能控制部分分析处理。

本发明还提供了一种前述带电跨越系统的施工方法，包括以下步骤：

一、安装立体式跨越网

(1)安装临时抱杆

在被跨越电力线路两侧杆塔的地线支架下方及横担下方分别安装临时抱杆；

(2)展放承载绳的牵引绳

在被跨越电力线路两侧的杆塔之间展放一根用于展放承载绳的牵引绳；

(3)展放承载绳

将十根承载绳的一端都连接于步骤(2)展放的牵引绳上，通过牵引绳将承载绳从一侧杆塔展放至另一侧杆塔；

(4)安装承载绳

将步骤(3)展放的各承载绳从牵引绳上解下，根据地线和导线位置排布好，将各承载绳的两端分别绕过两侧杆塔临时抱杆上的挂线滑轮，并在相应的杆塔上固定好；

(5)安装立体式跨越网的牵引绳

在两侧杆塔临时抱杆上的各挂线滑轮处各展放一根牵引绳，并将牵引绳的两端分别固定于相应侧的临时抱杆上；

(6)组装立体式跨越网

组装各立体式跨越单元，在相邻立体式跨越单元相应位置处的行走滑轮之间连接定距绳形成立体式跨越网，并将各地线跨越架和导线跨越架分别安装于对应的承载绳上；

(7)安装立体式跨越网

通过步骤(5)展放的牵引绳作为控制绳与立体式跨越网连接，通过控制绳将立体式跨越网安装于被跨越线路的上方并调整到位；

(8)安装放浪绳

在立体式跨越网的两侧分别安装放浪绳；

(9)安装摄像头

在承载绳上对应每相导线处安装摄像头；

二、放线施工

(1)启动智能控制软件，确保监控软件可实时反馈各部分数据信息；

(2)启动牵引机及张力机，开始放线，当放线走板牵引的地线和导线通过跨越段时，控制基站内可实时反馈导线和地线弧垂及张力，并与允许张力及安全弧垂进行比较分析，保证展放的导线和地线张力在允许张力范围内，导线和地线弧垂在安全弧垂内,具体分析方法如下：

(a)导、地线张力计算公式如下：

上式中，T为张力放线导、地线张力，N；T_z为张力放线时牵引机输出的牵引力，N；ε为放线滑车的阻力系数；W为架空线每米的重量，N/m；x为走板距出发点的距离，m；h_i为放线时任一档的挂线点高低差，由张力端向牵引端升高时取正，下降取负，m；n为放线区段内的档数；

(b)导、地线弧垂计算公式如下：

上式中，f为导地、线弧垂，m；γ为单位长度单位面积导地线重量，Mpa/m；l为该档的档距，m；x为左侧塔位中心桩至被跨越物的水平距离，m；

σ为导地线应力，Mpa；其中T为张力放线导、地线张力，N；A 为导、地线截面积，mm²

(c)安全弧垂的计算公式为：

上式中，d表示规程规定与被跨越带电线路的安全距离，m；h₁为左塔承载索悬挂点的高度，m；h₂为被跨越线路的高度，m；h₃为右塔承载索悬挂点的高度，m；x为带电线路危险点到左塔的水平距离，m；l为跨越档的档距，m；

(d)与安全弧垂与安全张力进行对比

在安全放线工况下，需满足条件为：

T≤T_max

f≤f_安全

上式中，T_max为导线、地线的最大使用张力，N；f_安全为放线区段内导线地线的安全弧垂，m；T为张力放线导、地线张力，N；，f为导地、线弧垂，m；

(3)施工人员根据基站内显示的数据，通过控制软件对牵引机和张力机发出控制指令，牵引机和张力机调整输出功率；

三、拆除立体式跨越网

待全部导线和地线均已放线完毕且弧垂调整好之后，拆除跨越装置。

本发明由地线跨越架和导线跨越架组成立体式跨越单元，有立体式跨越单元组成跨越网，可以根据跨越段的宽度选择立体式跨越单元的数量即可。本发明具有通用性，可跨越不同的宽度。智能控制系统的设置，使整个放线施工状态全程可控，特别是在跨越带电线路时可实现实时视频监控，并对导线和地线弧垂及张力进行实时反馈，确保带电跨越施工安全。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1中立体式跨越单元在临时抱杆上的组装放大示意图。

图3为地线跨越架的放大结构示意图。

图4为导线跨越架的放大结构示意图。

图5为本实施例带电跨越被跨越带电线路后的示意图。

图6本实施例的智能控制系统工作原理示意图。

图7为控制系统的控制面板示意图。

图8为控制区域计算流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，包括立体式跨越单元1、临时抱杆2、承载绳3、定距绳4(图1中未画全)、放浪绳5和摄像头(图1中未画出)。

图1所示带电跨越系统的立体式跨越网有两个分别安装于临时抱杆2上的立体式跨越单元1。其它实施例根据实际跨越宽度选定立体式跨越单元的数量。

图2为一个立体式跨越单元在临时抱杆上的组装放大示意图。

从图2可以看出，一个立体式跨越单元1包括两个地线跨越架11和三个导线跨越架12，两个地线跨越架11并排布置，三个导线跨越架12对中并排布置于两个地线跨越架11的下方。结合图1和图2可以看出，临时抱杆有四根，分两组分别安装于跨越线路两侧杆塔的地线支架下方及横担下方的适当位置，每组临时抱杆的一根上连接有地线和导线挂线滑轮GXHL。

从图3和图4可以看出，地线跨越架11和导线跨越架12均包括两个行走滑轮XZL、一个导向滑轮DXL和两根绝缘定长杆DCG，两个行走滑轮XZL分别通过绝缘定长杆DCG对称连接于导向滑轮DXL的两侧。

从图2和图3可以看出，地线跨越架11导向滑轮DXL的两侧对称连接有四个封闭式挂环GH，分别用于连接绝缘定长杆DCG和绝缘伸缩杆SSG。从图 2和图4可以看出，导线跨越架12导向滑轮DXL的两侧对称连接两个封闭式挂环GH，分别用于绝缘定长杆DCG。

结合图2至图4可以看出，地线跨越架11和导线跨越架12的行走滑轮XZL 上均连接有两个封闭式挂环GH，分别用于连接绝缘定长杆DCG和绝缘伸缩杆 SSG。

从图2可以看出，相邻的导线跨越架12之间通过绝缘定长杆DCG连接，相邻的地线跨越架11和导线跨越架12之间通过绝缘伸缩杆SSG连接。

从图1可以看出，承载绳3共有十根，分别对应于地线和导线的两侧设置。定距绳4共十根，分别连接于地线跨越架11和导线跨越架12相应的行走滑轮 XZL之间。承载绳3的两端固定于临时抱杆2上，用于承载立体式跨越单元1，立体式跨越单元1的两侧分别设置放浪绳5，摄像头安装于承载绳上3(图中未示出摄像头)。

本实施例的承载绳3采用PBO材料编织而成，定距绳4采用棉纶绳。

其它实施例导向滑轮上的封闭式挂环可采用滚动轴承或者其它构件代替，只需使绝缘定长杆和绝缘伸缩杆可滚动即可。

由于本发明的导线及地线可在相应的导向滑轮上滑动，所以本发明既可适用于非张力放线，也适用于张力放线。

本实施例使用时，如待架设的电力线路要跨越图5所示的电力线路，所以要在A塔和B塔之间的安装带电跨越系统将地线和导线架设于被跨越电力线路的上方，具体的安装步骤如下：

一、安装立体式跨越网

(1)安装临时抱杆

在A塔和B塔的地线支架下方及横担下方适当位置分别安装临时抱杆。

(2)展放承载绳的牵引绳

A塔下方作业人员启动无人机，通过遥控无人机携带一根轻质高强度绝缘牵引绳至B塔。

(3)展放承载绳

待步骤(2)的牵引绳展放至B塔后固定于绞磨上，在A塔将十根PBO承载绳连接于牵引绳上，通过绞磨将十根PBO承载绳同时从A塔展放至B塔。

(4)安装承载绳

步骤(3)中十根承载绳中的四根作为两根地线的承载绳，其余六根承载绳作为三根导线的承载绳，根据地线和导线位置布置好后分别绕过A塔和B塔处临时抱杆上的挂线滑轮，并在杆塔下方适当位置固定好。

(5)安装立体式跨越网的牵引绳

用无人机在三相导线和两地线支架位置处各展放一根牵引绳，并将各牵引绳的两端分别固定于A塔和B塔处的临时抱杆上。

(6)组装地线跨越架和导线跨越架

在A塔下方组装地线跨越架和导线跨越架，以两个地线跨越架和三个导线跨越架为一组进行组装，上下配合，并将地线跨越架和导线跨越架分别安装在对应的承载绳上。

(7)组装立体式跨越单元

在塔上调整好绝缘伸缩杆的长度，将两个地线跨越架与三个导线跨越架连接好组成一个立体式跨越单元，将两个立体式跨越单元组装好。

(8)组装各立体式跨越单元

在相邻立体式跨越单元相应位置处的行走滑轮之间连接定距绳形成立体式跨越网。

(9)安装立体式跨越网

将步骤(5)展放的牵引绳作为控制绳与立体式跨越网连接，通过调节控制绳，将整个立体式跨越网安装在A塔和B塔之间被跨线路上方并调整到位，将控制绳的两端分别在A塔和B塔的塔腿上收紧并固定好。

(10)安装放浪绳

放浪绳共两根，分别安装在立体式跨越网的两侧。每根放浪绳的一端连接在立体式跨越网外侧承载绳的适当位置，另一端在地锚上固定好，以增强立体式跨越网的稳定性及其跨越宽度，避免在放线施工过程中受风力的影响而摆动。

(11)安装摄像头

在被跨越线路上方寻找合适位置，每隔5-6米在承载绳上安装摄像头。

二、放线施工

本实施例的智能控制系统主要包括数据采集模块、数据传输模块、智能控制模块三大部分。

数据采集模块包括牵引机、张力机状态数据采集装置，导、地线牵张力数据采集装置，放线走板位置数据采集装置，跨越段视频数据采集装置。

牵引机、张力机状态数据采集装置通过对现有牵张力机进行数据接口改造，将牵、张力机输出功率、放线速度、卷筒槽数等数据进行收集，并将其发送到传输模块中。

导、地线牵张力数据采集装置是在牵、张力机的出线口安装张力传感器，使其能实时反馈导、地线张力数据，并将其发送到数据传输模块中。

放线走板位置定位数据采集装置采用北斗卫星定位系统，对放线走板位置进行实时定位，并向控制基站实时反馈位置数据。

跨越段视频数据采集装置即安装在立体式跨越装置本体上的摄像头，该装置可将视频数据发送到数据传输模块中。

数据传输模块通过建立无线数据专网，实现无线专网传输，实现控制基站与牵、张力机数据传输，控制基站与放线走板数据传输，控制基站与跨越架视频数据传输。

智能控制模块即控制基站，包括一台笔记本电脑及控制软件。控制软件内包括数据显示区域和计算控制区域，数据显示区域可实时显示牵引机和张力机状态数据，导线和地线放线张力数据，放线走板位置数据，跨越段视频数据。计算控制区域可根据走板位置及导、地线张力数据计算出跨越段导、地线弧垂及张力，并与安全弧垂及张力进行比较，一旦张力过大或弧垂过大，控制基站发出警报，并反向推算出此时牵张力机应输出的牵张力大小，施工人员对牵张力机发出控制指令，确保放线施工带电跨越安全。

具体放线施工时，包括以下步骤：

(1)启动智能控制软件，确保软件可实时反馈各部分数据信息。

(2)启动牵引机及张力机开始放线，使地线和导线分别对应相应的导向滑轮处。当放线走板牵引地线和导线通过跨越段时，控制基站内可实时反馈导线和地线弧垂及张力，并与允许张力及安全弧垂进行比较分析，保证导线和地线张力在允许张力范围内，导线和地线弧垂在安全弧垂内。具体的分析方法如下：

(a)导、地线张力计算公式如下：

上式中，T为张力放线导、地线张力，N；T_z为张力放线时牵引机输出的牵引力，N；ε为放线滑车的阻力系数；W为架空线每米的重量，N/m；x为走板距出发点的距离，m；h_i为放线时任一档的挂线点高低差，由张力端向牵引端升高时取正，下降取负，m；n为放线区段内的档数。

(b)导、地线弧垂计算公式如下：

上式中，f为导地、线弧垂，m；γ为单位长度单位面积导地线重量，Mpa/m； l为该档的档距，m；x为左侧塔位中心桩至被跨越物的水平距离，m；

σ为导地线应力，Mpa；其中T为张力放线导、地线张力，N；A 为导、地线截面积，mm²；

(c)安全弧垂的计算公式为：

上式中，d表示规程规定与被跨越带电线路的安全距离，m；h₁为左塔承载索悬挂点的高度，m；h₂为被跨越线路的高度，m；h₃为右塔承载索悬挂点的高度，m；x为带电线路危险点到左塔的水平距离，m；l为跨越档的档距，m。

(d)与安全弧垂与安全张力进行对比

在安全放线工况下，需满足条件为：

T≤T_max

f≤f_安全

上式中，T_max为导线、地线的最大使用张力，N；f_安全为放线区段内导线、地线的安全弧垂，m；T为张力放线导、地线张力，N；，f为导地、线弧垂，m。

(3)当导、地线张力临近允许张力或导地线弧垂临近安全弧垂时，控制基站发出报警声。并反向推算出此时牵张力机应输出的牵张力大小。

(4)施工人员根据基站内显示的数据，通过控制软件对牵引机和张力机发出控制指令，牵引机和张力机调整输出功率。

三、拆除立体式跨越网

待全部导线和地线均已放线完毕且弧垂调整好之后，拆除立体式跨越网。拆除的顺序与安装时相反，即先拆除立体式跨越网及控制绳，再将承载绳在A 塔侧的端头与步骤(2)展放的牵引绳连接，在B塔侧通过绞磨收回承载绳，将承载绳从牵引绳上拆下后，通过无人机带回牵引绳。

Claims (10)

1.一种放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：本系统包括临时抱杆、承载绳、定距绳、放浪绳、摄像头和若干立体式跨越单元，立体式跨越单元包括两个地线跨越架和三个导线跨越架，两个地线跨越架并排布置，三个导线跨越架对中并排布置于两个地线跨越架的下方，相邻的导线跨越架之间通过绝缘定长杆连接，相邻的地线跨越架和导线跨越架之间通过绝缘伸缩杆连接；相邻的立体式跨越单元之间通过定距绳连接形成立体式跨越网，临时抱杆固定于杆塔上，承载绳的两端固定于临时抱杆上，用于承载立体式跨越网，立体式跨越网的两侧分别设置放浪绳；摄像头安装于承载绳上用于实时反馈。

2.如权利要求1所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆的两端分别连接有挂钩。

3.如权利要求2所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述地线跨越架和导线跨越架均包括两个行走滑轮、一个导向滑轮和两根所述绝缘定长杆，两个行走滑轮分别通过绝缘定长杆对称连接于导向滑轮的两侧。

4.如权利要求3所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述地线跨越架导向滑轮的两侧对称连接有四个封闭式挂环，分别用于连接于所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆；所述导线跨越架导向滑轮的两侧对称连接两个封闭式挂环，分别用于所述绝缘定长杆。

5.如权利要求3所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述地线跨越架和导线跨越架的行走滑轮上均连接有两个封闭式挂环，分别用于连接所述绝缘定长杆和绝缘伸缩杆。

6.如权利要求1所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述承载绳采用PBO材料编织而成，用于承载所述立体式跨越网。

7.如权利要求1所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述定距绳为棉纶绳，分别连接于所述地线跨越架和导线跨越架的行走滑轮之间和导向滑轮之间。

8.如权利要求1所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述临时抱杆有四根，分两组，每组的一根临时抱杆上连接有用于展放地线和导线的挂线滑轮。

9.如权利要求1所述的放线施工跨越电力线路的带电跨越系统，其特征在于：所述本系统还包括智能控制系统，智能控制系统包括数据采集部分、数据传输部分和智能控制部分；数据采集部分包括牵引机、张力机状态数据采集模块，导、地线牵张力数据采集模块，放线走板位置数据采集模块和跨越段视频数据采集模块；将所述摄像头的视频数据发送到数据传输模块中；数据传输模块通过无线网将数据传输至智能控制部分分析处理。

10.一种权利要求8所述的带电跨越系统的施工方法，包括以下步骤：

一、安装立体式跨越网

(1)安装临时抱杆

在被跨越电力线路两侧杆塔的地线支架下方及横担下方分别安装临时抱杆；

(2)展放承载绳的牵引绳

在被跨越电力线路两侧的杆塔之间展放一根用于展放承载绳的牵引绳；

(3)展放承载绳

将十根承载绳的一端都连接于步骤(2)展放的牵引绳上，通过牵引绳将承载绳从一侧杆塔展放至另一侧杆塔；

(4)安装承载绳

将步骤(3)展放的各承载绳从牵引绳上解下，根据地线和导线位置排布好，将各承载绳的两端分别绕过两侧杆塔临时抱杆上的挂线滑轮，并在相应的杆塔上固定好；

(5)安装立体式跨越网的牵引绳

在两侧杆塔临时抱杆上的各挂线滑轮处各展放一根牵引绳，并将牵引绳的两端分别固定于相应侧的临时抱杆上；

(6)组装立体式跨越网

组装各立体式跨越单元，在相邻立体式跨越单元相应位置处的行走滑轮之间连接定距绳形成立体式跨越网，并将各地线跨越架和导线跨越架分别安装于对应的承载绳上；

(7)安装立体式跨越网

通过步骤(5)展放的牵引绳作为控制绳与立体式跨越网连接，通过控制绳将立体式跨越网安装于被跨越线路的上方并调整到位；

(8)安装放浪绳

在立体式跨越网的两侧分别安装放浪绳；

(9)安装摄像头

在承载绳上对应每相导线处安装摄像头；

二、放线施工

(1)启动智能控制软件，确保监控软件可实时反馈各部分数据信息；

(2)启动牵引机及张力机，开始放线，当放线走板牵引的地线和导线通过跨越段时，控制基站内可实时反馈导线和地线弧垂及张力，并与允许张力及安全弧垂进行比较分析，保证展放的导线和地线张力在允许张力范围内，导线和地线弧垂在安全弧垂内，具体分析方法如下：

(a)导、地线张力计算公式如下：

上式中，T为张力放线导、地线张力，N；T_z为张力放线时牵引机输出的牵引力，N；ε为放线滑车的阻力系数；W为架空线每米的重量，N/m；x为走板距出发点的距离，m；h_i为放线时任一档的挂线点高低差，由张力端向牵引端升高时取正，下降取负，m；n为放线区段内的档数；

(b)导、地线弧垂计算公式如下：

上式中，f为导地、线弧垂，m；γ为单位长度单位面积导地线重量，Mpa/m；l为该档的档距，m；x为左侧塔位中心桩至被跨越物的水平距离，m；

σ为导地线应力，Mpa；其中T为张力放线导、地线张力，N；A为导、地线截面积，mm²

(c)安全弧垂的计算公式为：

上式中，d表示规程规定与被跨越带电线路的安全距离，m；h₁为左塔承载索悬挂点的高度，m；h₂为被跨越线路的高度，m；h₃为右塔承载索悬挂点的高度，m；x为带电线路危险点到左塔的水平距离，m；l为跨越档的档距，m；

(d)与安全弧垂与安全张力进行对比

在安全放线工况下，需满足条件为：

T≤T_max

f≤f_安全

上式中，T_max为导线、地线的最大使用张力，N；f_安全为放线区段内导线

地线的安全弧垂，m；T为张力放线导、地线张力，N；，f为导地、线弧垂，m；

(3)施工人员根据基站内显示的数据，通过控制软件对牵引机和张力机发出控制指令，牵引机和张力机调整输出功率；

三、拆除立体式跨越网

待全部导线和地线均已放线完毕且弧垂调整好之后，拆除跨越装置。