PDF《输电线路带电水冲洗装置的安全防护技术》

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0 输电线路带电水冲洗装置的安全防护技术 吴登国,李晓明,刘振盛 ( 武汉大学电气工程学院,湖北省武汉市

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7 2 ) 摘要:对输电线路设备进行带电水冲洗是防止电网发生污闪事故的简便有效且经济效益高的方 法.介绍了国内外带电水冲洗装置的技术状况.基于车载式的水冲洗装置, 集多种传感测距技术、 场强距离预警技术、 视频监控系统等, 设计了一套可视化的安全防护系统.提出通过视频监控系统 实现水枪喷嘴对冲洗绝缘子的测距瞄准功能.通过超声波测距技术实现对水枪平台的安全防护. 利用模拟电荷法对高压输电线路周围空间二维工频场强的计算, 通过提出的场强矢量定位法, 得到 测量点相对输电线路的较精确位置.提出由两点场强测量得到水冲洗装置与线路的相对位置和最 近距离.最后对2

2 0k V 的高压输电线路的场强矢量定位方法进行仿真, 并通过现场的实际测试 进行了验证. 关键词:带电水冲洗;

安全防护;

场强矢量定位;

瞄准;

预警;

距离 收稿日期:

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修回日期:

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2 1. 中国南方电网公司科技项目 带电水冲洗安全控制与绝缘子 污秽状态识别关键技术及装备研发 .

0 引言 近年来, 由于全球气候环境的逐年恶化及电网 容量迅速扩增、 高电压等级电网的投入使用, 输电线 路绝缘子上污秽严重, 在潮湿气候条件下, 绝缘性能 下降, 电网设备发生污闪停电、 断线事故呈现出频率 高、 面积广的趋势, 导致巨额的经济损失[ 1] .目前绝 缘子防污闪的方法主要有定期清扫或采用防污涂料 的合成绝缘子来更换不良绝缘子、 增加绝缘子串的 单位泄漏比距等.清扫方式主要有人工清扫、 工程 车式清扫和直升机式冲洗等.应用较广泛且成本较 低的方法是采用特种工程车辆对输电线路或变电站 设备进行高压带电水冲洗.国内带电水冲洗车基本 上是由消防车或工程车改装而成, 代表性的有广东 威恒电力技术开发有限公司、 武汉奋进电力技术有 限公司和西南交通大学研制的绝缘子水冲洗车[ 2] . 这些大都具备基本的冲洗控制系统和简 单的温湿 度、 风力传感器检测装置, 主要面向低压线路和变电 站设备冲洗作业, 高空作业时仍然需要人工登塔, 安 全隐患大.国外欧美、 日本等发达国家的带电水冲 洗作业起步早, 发展快, 借助其先进的高空车制造技 术和机器人技术, 甚至可以开展7

5 0k V 的超高度 带电作业, 尤其以美国为代表, 但其带电水冲洗装置 在融合 多种测量传感器的安全防护方面仍有欠缺[

3 - 4] . 本文在具有伸缩臂的高空车基础上, 利用视频 监控系统、 多种测距传感技术、 场强矢量定位技术和 两点场强定位技术等设计了一套车载式的可视化带 电水冲洗安全防护系统, 不仅能够检测冲洗作业的 环境条件, 也能够实现水枪喷嘴在高空中与绝缘子 进行测距瞄准, 并自主检测水冲洗装置与周围物体 之间的距离, 进而采取报警、 限锁等措施, 防止了触 电、 碰撞事故的发生.

1 安全防护系统的功能设计 本车载式的带电水冲洗防护系统可对5 5m 及500k V 以下的输电线路进行水冲洗作业, 在具有监 控屏幕的中央控制器基础上, 建立硬件整体结构如 图1所示, 包括水枪喷嘴与前方冲洗绝缘子的测距 瞄准、 多点感应测距传感器、 作业现场重点部位视频 监控、 场强距离预警、 报警和限锁控制, 以及辅助信 息检测等系统组成. 图1 车载式的带电水冲洗装置的安全防护系统组成 F i g .