CN112615300A - 一种采用无人机进出特高压耐张串的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用无人机进出特高压耐张串的装置及方法，塔上人员将预先连接了专用夹持固定装置的第一绝缘绳与无人机连接；由无人机携带飞向导线端联板处，并通过操控无人机，使其夹在导线端联板上；无人机飞至横担头，将第一绝缘绳的另一端传输给横担头的作业人员，塔上人员将第一绝缘绳的另一端固定在横担端的塔材上；等电位作业人员手扶第一绝缘绳进入电场；带电消缺完成，无人机挂载第一绝缘绳飞至导线端联板正上方，并在塔上人员控制绳的配合下，由无人机取下导线端联板上的专用夹持固定装置并传输给塔上作业人员。本发明使作业人员能够通过该方法轻松快速地从特高压重冰区杆塔横担通过耐张串进入作业点。

Description

一种采用无人机进出特高压耐张串的装置及方法

技术领域

本发明涉及特高压线路检修技术领域，具体涉及开展带电消缺或安装在线监测装置时进出特高压耐张串技术。

背景技术

近年，我国特高压线路得到迅速发展，电网规模日益扩大。由于输送容量巨大，其运行可靠性要求极高，停电维护十分困难，常需等电位作业进行消缺或安装在线监控设备。然而，由于重冰区特高压线路杆塔及各部件设计的特殊性，使等电位作业面临诸多技术难题。

1.无法采用“跨二短三”法进出等电位

通常，带电作业相关规程、导则规定：输电线路耐张杆塔进出等电位方式为“跨二短三”法(为尽可能小地占用绝缘空气间隙，手和脚跨过两片绝缘子、短接三片绝缘子)，实践经验表明，当两串绝缘子间水平距离超过60cm时，作业人员手、脚之间距离过大，无法按照“跨二短三”技术要求的“手脚同步横向移动”，作业风险和劳动强度极大。数据表明，特高压线路耐张两串绝缘子水平距离均大于60cm,且位于重冰区线路杆塔，该距离更是达到100cm，无法采用“跨二短三”法进出等电位。

2.安装绝缘步梯进出带电导线方法费时费力

如今，进入重冰区耐张串常采用安装绝缘步梯法，等电位作业人员处于杆塔上，在配合人员的帮助下，利用常规方法(绝缘软梯法、吊篮法)从杆塔进入硬跳线。作业人员行至硬跳线与软跳线的连接处在最下方两根软跳线上适当距离(便于人员攀登)牢固安装绝缘步梯，作业人员脚踏上第一个步梯(手扶上端跳线)后，再在适当距离安装第二只绝缘步梯……如此交替使用，直至逐步攀爬到位于高侧的导线，总耗时约2小时。作业人员在正式开始作业前已耗费大量体力和时间，高空安全风险较大，作业效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用无人机进出特高压耐张串的装置及方法，使作业人员能够通过该方法轻松快速地从特高压重冰区杆塔横担通过耐张串进入作业点，以便开展带电消缺或安装在线监测装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，包括导线端联板专用夹持固定装置、无人机、第一绝缘绳、第二绝缘绳和控制绳，其中，所述导线端联板专用夹持固定装置包括：

夹持固定卡：所述夹持固定卡的下部一侧设有开口的夹持槽，所述夹持槽用于夹持导线端联板，所述夹持槽的上下侧设有与导线端联板上的联板孔对应的锁孔；

锁舌：所述锁舌与夹持固定卡活动连接，且能通过自重自然下落并插入锁孔完成夹持固定卡与导线端联板的锁合；

所述第一绝缘绳的下端与夹持固定卡连接，所述第一绝缘绳的上端与无人机连接；所述第二绝缘绳的下端与锁舌连接，所述第二绝缘绳的上端与第一绝缘绳连接；所述控制绳与第二绝缘绳连接，通过控制绳控制锁舌向上脱离锁孔。

优选的，所述夹持固定卡的上部一侧设有第一凸起，相对的另一侧设有第二凸起，所述第二凸起设有与第一绝缘绳连接的穿孔。

优选的，所述锁舌连接有限位连接器，所述限位连接器上设有供第二绝缘绳穿过的绳孔，所述第一凸起上设有限制限位连接器上下移动距离的限位孔。

优选的，所述第一凸起设有第一U形槽，所述第一U形槽的两侧壁开设有所述限位孔，所述限位连接器为T形，包括横杆以及与横杆中部垂直连接的竖杆，所述横杆的两端与限位孔活动连接，所述竖杆的下端与锁舌连接。

优选的，所述第二凸起的顶部设有第二U形槽，所述第二U形槽的两侧壁之间连接有销轴，在销轴和第二U形槽之间形成所述的穿孔。

优选的，所述绳孔设置在所述横杆的中间位置。

优选的，所述限位连接器与夹持固定卡之间连接有向下拉动限位连接器的弹簧。

优选的，所述横杆的端部从限位孔穿出，并设有与弹簧上端连接的固定孔。

本发明还提供了一种采用无人机辅助进出特高压耐张串的方法，包括如下步骤：

(1)当无人机飞至横担头正上方时，塔上人员将预先连接了导线端联板专用夹持固定装置的第一绝缘绳与无人机连接；

(2)无人机携带导线端联板专用夹持固定装置飞向导线端联板处，并通过操控无人机，使导线端联板专用夹持固定装置夹在导线端联板上；

(3)无人机飞至横担头，将第一绝缘绳的另一端传输给横担头的作业人员，无人机飞离并降落，塔上人员将第一绝缘绳的另一端固定在横担端的塔材上；

(4)等电位作业人员，手扶上述固定的第一绝缘绳，脚踩绝缘子，进入电场，并进行带电消缺；

(5)带电消缺完成，等电位人员出电场后，无人机飞至横担头处，挂载第一绝缘绳飞至导线端联板正上方，第一绝缘绳与导线端联板专用夹持固定装置连接，并在塔上人员控制绳的配合下，由无人机取下导线端联板上的导线端联板专用夹持固定装置，然后飞至横担头，将导线端联板专用夹持固定装置传输给塔上作业人员；

(6)最后，无人机飞离塔身，并安全降落。

进一步的，所述无人机连接有牵引绳，所述牵引绳的下端连接有扣环。

本发明采用的技术方案，将导线端联板专用夹持固定装置与无人机相配合进行作业，使作业人员能够通过该方法轻松快速地从特高压重冰区杆塔横担通过耐张串进入作业点，以便开展带电消缺或安装在线监测装置。

与现有安装绝缘步梯法相比，进出重冰区特高压耐张串耗时从约2小时缩短到约0.5小时，极大的降低工作人员作业风险和劳动强度。

因此，大大提高特高压线路耐张杆塔带电消缺率，提高设备健康水平和电网安全水平。

本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1是夹持固定卡的主视图；

图2是夹持固定卡的左视图；

图3是夹持固定卡的俯视图；

图4是锁舌的主视图；

图5是锁舌的左视图；

图6是限位连接器的结构示意图；

图7是无人机挂设导线端联板专用固定装置的结构示意图；

图8是作业人员进出作业点示意图。

图中：1-特高压耐张塔横担，2-等电位作业人员，3-耐张串，4-导线端联板，5-导线，6-导线端联板专用固定装置，7-第一绝缘绳，8-短绳，9-第二绝缘绳，10-无人机，11-控制绳，61-夹持固定卡，110-夹持槽，111-锁孔，12-第一凸起，121-第一U形槽，122-限位孔，13-第二凸起，131-第二U形槽，132-销轴孔，62-锁舌，21-插槽，211-销孔，63-限位连接器，31-横杆，311-绳孔，312-固定孔，32-竖杆，321-锁舌连接孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1至7所示的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，包括导线端联板专用夹持固定装置、无人机10、第一绝缘绳7、第二绝缘绳9和控制绳11，其中，所述导线端联板专用夹持固定装置包括：

夹持固定卡61：所述夹持固定卡的下部一侧设有开口的夹持槽110，所述夹持槽用于夹持导线端联板4，导线端联板4连接有导线5，所述夹持槽的上下侧设有与导线端联板上的联板孔对应的锁孔111。

锁舌62：所述锁舌62与夹持固定卡61活动连接，且能通过自重自然下落并插入锁孔111完成夹持固定卡61与导线端联板4的锁合。

所述第一绝缘绳7的下端与夹持固定卡61连接，所述第一绝缘绳的上端与无人机10连接；所述第二绝缘绳9的下端与锁舌62连接，所述第二绝缘绳的上端与第一绝缘绳7连接；所述控制绳11与第二绝缘绳9连接，通过控制绳控制锁舌向上脱离锁孔。

具体的，如图1至图6所示，所述夹持固定卡61的上部一侧设有第一凸起12，相对的另一侧设有第二凸起13，所述第二凸起13设有供第一绝缘绳7连接的穿孔。

进一步的，所述锁舌62连接有限位连接器63，所述限位连接器63上设有供第二绝缘绳9连接的绳孔311，所述第一凸起12上设有限制限位连接器63上下移动距离的限位孔122。所述第一凸起12设有第一U形槽121，所述第一U形槽的两侧壁开设有所述限位孔122。

在本实施例中，如图6所示，所述限位连接器63为T形，包括横杆31以及与横杆中部垂直连接的竖杆32，所述横杆的两端与限位孔122活动连接，所述竖杆的下端与锁舌62连接。其中，所述绳孔311设置在所述横杆31的中间位置，所述横杆的端部穿出限位孔122并设有固定孔312。

其中，所述竖杆的下端设有锁舌连接孔321，所述锁舌62的上端设有插槽21，所述插槽的两侧壁设有销孔211，所述竖杆的下端插入插槽，所述锁舌连接孔321和销孔211对应连接有销钉，从而将锁舌62和限位连接器63连接起来。

为了使锁舌与锁孔保持锁定状态，所述限位连接器63与夹持固定卡61之间连接有向下拉动限位连接器的弹簧。其中，固定孔312连接上弹簧固定柱，所述夹持固定卡的侧面连接有下弹簧固定柱，弹簧一端的挂钩与上弹簧固定柱连接，另一端的挂钩与下弹簧固定柱连接。

进一步的，所述第二凸起13的顶部设有第二U形槽131，第二U形槽131的两侧壁设有销轴孔132，所述第二U形槽的两侧壁之间的销轴孔内连接有销轴，在销轴和第二U形槽之间形成所述的穿孔。当然，也可以直接在第二凸起的顶部开设穿孔。

可以理解的是，所述夹持槽110的槽口上下边沿可以设置成斜面或者圆弧面。当夹持固定卡61挂靠至导线端联板4时，上拉使导线端联板4顺利滑入夹持槽110内。

为了方便第一绝缘绳与无人机的连接和脱离，无人机10配备专用挂钩，并悬挂连接有牵引绳，该牵引绳与第二绝缘绳均采用细绝缘绳，所述牵引绳的下端连接有扣环，第一绝缘绳上端与扣环连接。而且，牵引绳下端的扣环连接配重装置，以避免无人机飞行过程中，牵引绳由于风的作用摆动幅度过大。

另外，在第一绝缘绳7和第二绝缘绳9之间连接有短绳8，可以防止飞行传输过程中的绳索相互缠绕。

实施例二

参考图7和图8所示，一种采用无人机辅助进出特高压耐张串的方法，包括如下步骤：

(1)先用无人机携带约7米长的牵引绳，绳的下方连接一个扣环与配重装置，当无人机飞至横担头(特高压耐张塔横担1上的部件)正上方时，塔上人员将导线端联板专用夹持固定装置通过第一绝缘绳7与无人机10连接，具体是将第一绝缘绳连接在牵引绳下方的扣环上，同时也连接上第二绝缘绳9和控制绳11。

(2)无人机10携飞向导线端联板4正上方，由塔上专职监护人用报话机时刻监控、指挥无人机位置、发布飞行指令，飞手精准操控无人机，使第一绝缘绳7下方悬挂的导线端联板专用夹持固定装置夹在导线端联板4上，再由无人机10利用高清摄像头观察该固定装置中锁舌62是否启动与导线端联板4锁合。

(3)无人机10飞至横担头，将第一绝缘绳的另一端传输给横担头的作业人员，无人机飞离并降落。塔上人员通过紧线器将第一绝缘绳的另一端固定在横担端的塔材上，并用拉力测试仪测量第一绝缘绳的拉力(约2.06kN,以既不超过其最大允许工作负荷，又保证作业人员跨走在绝缘子串上手扶绝缘绳不易摇晃为宜)。

(4)等电位作业人员2，手扶上述固定的第一绝缘绳7，脚踩一串耐张串3，一步一步进入电场，并进行带电消缺。

(5)带电消缺完成，等电位作业人员2出电场后，无人机飞至横担头处，挂载横担端的第一绝缘绳飞至导线端联板正上方，并在塔上人员采用控制绳11的配合下，控制锁舌向上脱离锁孔，再由无人机10取下导线端联板上的导线端联板专用夹持固定装置，然后飞至横担头，传输给塔上作业人员(使得无人机空载，达到省电，延长续航时间的目的)。

(6)最后，无人机飞离塔身，并安全降落。

本发明的有益效果是：

1、首次提出国内外电力行业从重冰区特高压耐张塔耐张串进入导线侧的可行方法，填补该领域的技术空白，具有很强的推广价值。

2、经现场试验，与原方法(安装绝缘步梯法)相比，进出重冰区特高压耐张串耗时从约2小时缩短到约0.5小时，极大的降低工作人员作业风险和劳动强度。

3、探索无人机在输电运检专业中的深化应用，对进一步实现智能化作业，改进高空作业方法起到引领作用。

4、大大提高特高压线路耐张杆塔带电消缺率，提高设备健康水平和电网安全水平。

5、降低因紧急停电消缺造成的电能损失，特高压线路每带电作业一次可避免电能损失2000万kWh。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (10)

1.一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于，包括导线端联板专用夹持固定装置、无人机、第一绝缘绳、第二绝缘绳和控制绳，其中，所述导线端联板专用夹持固定装置包括：

夹持固定卡：所述夹持固定卡的下部一侧设有开口的夹持槽，所述夹持槽用于夹持导线端联板，所述夹持槽的上下侧设有与导线端联板上的联板孔对应的锁孔；

锁舌：所述锁舌与夹持固定卡活动连接，且能通过自重自然下落并插入锁孔完成夹持固定卡与导线端联板的锁合；

所述第一绝缘绳的下端与夹持固定卡连接，所述第一绝缘绳的上端与无人机连接；所述第二绝缘绳的下端与锁舌连接，所述第二绝缘绳的上端与第一绝缘绳连接；所述控制绳与第二绝缘绳连接，通过控制绳控制锁舌向上脱离锁孔。

2.根据权利要求1所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述夹持固定卡的上部一侧设有第一凸起，相对的另一侧设有第二凸起，所述第二凸起设有与第一绝缘绳连接的穿孔。

3.根据权利要求2所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述锁舌连接有限位连接器，所述限位连接器上设有供第二绝缘绳穿过的绳孔，所述第一凸起上设有限制限位连接器上下移动距离的限位孔。

4.根据权利要求3所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述第一凸起设有第一U形槽，所述第一U形槽的两侧壁开设有所述限位孔，所述限位连接器为T形，包括横杆以及与横杆中部垂直连接的竖杆，所述横杆的两端与限位孔活动连接，所述竖杆的下端与锁舌连接。

5.根据权利要求4所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述第二凸起的顶部设有第二U形槽，所述第二U形槽的两侧壁之间连接有销轴，在销轴和第二U形槽之间形成所述的穿孔。

6.根据权利要求4所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述绳孔设置在所述横杆的中间位置。

7.根据权利要求4所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述限位连接器与夹持固定卡之间连接有向下拉动限位连接器的弹簧。

8.根据权利要求7所述的一种采用无人机进出特高压耐张串的装置，其特征在于：所述横杆的端部从限位孔穿出，并设有与弹簧上端连接的固定孔。

9.一种采用无人机辅助进出特高压耐张串的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)当无人机飞至横担头正上方时，塔上人员将预先连接了导线端联板专用夹持固定装置的第一绝缘绳与无人机连接；

(2)无人机携带导线端联板专用夹持固定装置飞向导线端联板处，并通过操控无人机，使导线端联板专用夹持固定装置夹在导线端联板上；

(3)无人机飞至横担头，将第一绝缘绳的另一端传输给横担头的作业人员，无人机飞离并降落，塔上人员将第一绝缘绳的另一端固定在横担端的塔材上；

(4)等电位作业人员，手扶上述固定的第一绝缘绳，脚踩绝缘子，进入电场，并进行带电消缺；

(5)带电消缺完成，等电位人员出电场后，无人机飞至横担头处，挂载第一绝缘绳飞至导线端联板正上方，第一绝缘绳与导线端联板专用夹持固定装置连接，并在塔上人员控制绳的配合下，由无人机取下导线端联板上的导线端联板专用夹持固定装置，然后飞至横担头，将导线端联板专用夹持固定装置传输给塔上作业人员；

(6)最后，无人机飞离塔身，并安全降落。

10.根据权利要求9所述的一种采用无人机辅助进出特高压耐张串的方法，其特征在于：所述无人机连接有牵引绳，所述牵引绳的下端连接有扣环。

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