全自动智能化接地线悬挂装置的可行性研究分析

李宏国张海峰韩玉

摘要：变电站每次停电检修之前都需要悬挂接地线，尤其是220kV及以上电压等级的变电站检修，由于接地位置的高度问题，每次都必须动用高空作业车。往往在悬挂接地线的阶段就要动用大量人力物力；有时一项简单的检修任务，就要花费大量时间和精力进行接地线的悬挂。本文针对以上情况，研发了一种适用于220kV及以上电压等级的变电设备接地装置，该装置能够通过自动设备挂接地线的方式，对设计高度较高的超高压、特高压户外敞开式电气设备进行安全接地。

关键词：智能化；接地线悬挂装置；可行性

1引言

接地线是电力系统中为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员安全的重要工具，其作用是在高压设备进行停电检修或进行其他工作时，防止设备突然来电和邻近高压带电设备产生感应电压对人体的危害，同时泄放断电设备的剩余电荷。安装和拆除临时接地线是电力系统中一项重要的检修操作。目前变电站中的变电设备检修工作中通常采用携带式短路接地线，主要采用绝缘操作棒将短路接地线其挂在检修设备或者导线上。然而，在变电站检修现场，有些设备的接地点的过高，工作人员仅靠人工挂设接地线非常困难；因此这种人工挂设方式对于绝缘距离较小，设备离地面距离短的10kV至110kV设备比较适用，但是对于电压等级达到220kV以上和500kV的敞开式超高压设备及以上的1000kV特高压设备，由于设备绝缘距离较大，因此设备安装高度也比较高，采用绝缘杆人工挂接地线的方式往往难以实现。

2全自动智能化接地线悬挂装置的设计

2.1设计思路

悬挂接地线时每次都需要检修人员在高空作业车上手持绝缘操作杆进行悬挂，挂完一个点需要到地面之后再拿下一根接地线依靠高空作业车进行悬挂。往复几次检修人员的劳动强度非常大，同时还面临高空作业的安全问题。因此针对目前变电站悬挂接地线存在的问题研制一款全自动智能化接地线悬挂装置，可在变电站内部任何狭小通道移动；升降系统可以到达空间任意一点；机械手配合视频实时传输系统对接地夹头进行准确夹取。整套装置方便灵活、操作便捷，可以大大缩短悬挂接地线所用的时间，同时最大程度降低检修人员劳动强度和作业风险。

2.2结构设计

针对接地线悬挂装置在变电站内部的搬运和使用问题，采用自行走式电动车作为载体，将整套装置安装在驾驶室右侧。平时移动和存放时整套装置呈水平状态位于驾驶室右侧，占用空间小并且移动方便；悬挂接地线时再进行一系列的操作。

针对悬挂接地线的高空作业问题，首先考虑采用升降装置代替原始的检修人员依靠高空作业车进行高空作业。由于220kV和500kV变电站接地位置都比较高，最高可达到9米左右。因此我们研制的升降装置需要不仅可以升高到9米，同时还可以在任意高度随时停止和升降；另一方面由于电动车停的位置无法保证非常准确，因此还需要升降装置进行定位和校正；所以升降装置不仅需要可以随意停止，还要能够达到作业范围内任意位置。因此在升降装置底部设有旋转底座及俯仰角度调节，俯仰和旋转角度同样可以在任意角度停止；这样升降、俯仰、旋转配合运动即可达到空间任意位置。

针对接地线悬挂问题，专门研制一款可快速装拆的接地线夹头。夹头装有独特的弹簧片，保证夹头悬挂之后与接地位置牢固连接；同时在拆除接地线时可以轻松便捷地取下夹头。夹头顶部设有机械手抓取手柄，在安装和拆除接地线时便于机械手夹持固定。夹头底部连接接地线，这样可保证每个接地位置安装一根接地线，只需一套装置即可将所有接地位置进行悬挂接地线，真正实现一机通用。

针对整套装置的自动化、智能化，同时考虑操作人员操作简单便捷；整套装置不仅将操作全部集成到驾驶室内部，操作人员不需要下车即可进行车辆驾驶、接地线悬挂装置移动，接地线悬挂及拆除等动作。另外在机械手位置安装有微型摄像头，显示屏同样设在驾驶室内，在悬挂和拆除过程中操作人员可实时得到机械手位置的视频动态。同时为了机械手动作更加灵活，在顶端位置设置有角度调节机构，在机械手进行夹取时进行微调，使机械手更加轻松便捷地进行夹取动作。

3全自动智能化接地线悬挂装置的可行性研究

3.1创新点分析

1.整体装置结构紧凑，移动方便；采用一体化电动控制，定位准确、操作简单；适用于所有变电站内部的接地线悬挂需求。

2.升降系统采用电动伺服电机驱动，动作灵活、运动精确；结合升降装置的回转动作和俯仰调节，可实现空间任意位置定位。

3.专门研制的接地线夹头，可快速牢固地悬挂在接地位置；同时可以轻松方便取下。每个接地位置只需一个夹头及接地线，实现一机多用，一套装置可满足整个变电站需求。

4.采用电控机械手对接地线夹头进行安装和拆除，机械手定位准确，同时配有角度位置微调机构，可以在悬挂接地线较困难时通过角度和位置的调节进行悬挂。

5.整套装置采用集中程序控制，所有操作部分均集成在驾驶室中；同时配套实时视频传输，将机械手操作端工作情况实时回传到驾驶室内，操作人员不下车即可了解接地线悬挂情况并进行操作。

6.针对防止误操作等情况，顶端设有近电报警装置，对于错误进入带电区域和突然来电的情况提前发现，最大程度保护操作人员的人身安全。另外整体装置升降、俯仰、旋转等动作都设有限位装置，在到达极限位置或与变电站设备设施距离太近时自动停止，最大程度保护悬挂装置和变电站内部设备设施安全。

3.2预期成果

全自动智能化接地线悬挂装置是一款自动化、智能化、便捷化、通用化的变电检修辅助设备，包括自行走式电动车、升降装置、机械手装置、智能一体化控制以及视频传输等；整套装置可在变电站内部任何狭小通道移动；升降系统通过升降、俯仰、旋转配合运动可以到达空间任意一点；机械手配合视频实时传输系统对接地夹头进行准确夹取。

4总结

根据本文分析可以看出，整套装置方便灵活、操作便捷，一套装置即可满足变电站内所有接地线悬挂需求，并且可以大大缩短悬挂接地线所用的时间，同时最大程度降低检修人员劳动强度和作业风险。

参考文献：

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作者简介：

李宏国（1966-01-11），男，汉族，山东枣庄市人，大学本科学历，研究方向安全管理