超高压输电线路直升机带电检修

２００８年１１月　第９卷第１１期　电力　设备　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｎｏｖ·２Ｏ０８　４１　Ｖｏ１．９　Ｎｏ．１１　～　

超高压输电线路直升机带电检修　

汪　骏，沈　建，陈方东，于德明，姚文军，张海军，郭昕阳　

（北京超高压公司，北京市１０２４０１）　

摘要：直升机带电检修是在直升机巡线和直升机带电水　中洗的基础上，开发出来的一项新的线路检修作业方法，是一种　

依据等电位原则，直升机直接或通过吊索把检修人员间接运送到带电的作业点上完成检修任务的方法。其关键点包括直　升机的选型、作业方法的研究和工器具的开发。该方法具有高效快捷、作业灵活的优点，并且克服了传统人工带电检修方　

法受地形因素制约大以及在特殊故障条件下不能实施等缺点，将会大大提高超高压／特高压线路的运行维护水平。　

关键词：直升机带电作业；选型；作业方式；工器具；平台法；吊索法；等电位　

中图分类号：ＴＭ７２６．１；ＴＭ７５４　

为提高超高压输电线路供电的可靠性，２０世纪　

８Ｏ年代初，我国首次开始在５００　ｋＶ输电线路上进行　

带电检修作业。目前，带电检修作业已成为各运行单　

位保障电网安全运行的重要技术措施。但随着我国　

超高压乃至特高压大容量输电线路数量的增加，随之　

而来的设备缺陷也越来越多，采用常规带电检修作业　

方式进行线路检修作业需要耗费大量的时间和人力　

物力，效率低，并且受地形、交通、天气等制约因素影　

响大，甚至有些项目在某些情况下还不能实施，这给　

线路的安全稳定运行带来诸多困难和压力。　

直升机电力作业是提高线路运行维护的一项重　

要技术措施，直升机作业在国外，已被作为一项成熟　

的技术广泛应用于输电线路检修作业中。　

本文依托于“高压输电线路直升机带电检修作业　

的研究与实施”项目。　

１　超高压输电线路直升机带电检修作业　

直升机带电检修作业是利用直升机良好的机动性　

能和悬停性能，基于直升机能足够平稳（需要合适的气　

象条件）的靠近导线，安全接触带电线路并与线路形成　

等电位，同时直升机（或直升机悬吊的检修人员）与所　

有不同电位的物体绝缘的条件，从而为线路作业提供　

个稳定的工作平台，开展检修作业。其关键技术问　

题主要包括：直升机的选型、带电检修作业方式与方　

法的研究与论证以及带电检修专用工器具的研制。　

１．１直升机选型　

通过国内外广泛的技术调研，高压输电线路直升　

机带电检修作业所用直升机须满足以下条件：①直升　

机已通过围际５００　ｋＶ等电位试验认证，能够等电位　

连接；②直升机符合民航管理机构（ＣＡＡ）的要求，具　

备最新的飞行评估证书和每个改型飞机的增加种类　

证书（ＳＴＣ），且这种改型列入了操作程序手册；③具　有在高电磁场环境下能够可靠运行的电力、电子飞行　

控制设备；④悬停性能强及抗风能力好；⑤在工作现　

场的载荷、高度和空气条件下，直升机必须具备每分　

钟爬升４５　ｍ的能力。　

表１为直升机各机型的参数表。　

表１　直升机各机型参数表　

经综合比较论证，美国的ＭＤ一５００和ＢＥＬＬ２０６　Ｌ一　

４型直升机都可以满足直升机带电检修的要求。　

１．２带电检修作业方式、方法　

借鉴国外直升机带电检修作业的成功经验，结合　

国内输电线路的特点，项目组提出了平台法和吊索法　

２种带电检修作业方式。　

１．２．１　平台法检修作业　

该作业方式采用一个与直升机滑橇牢固连接的　

平台，一个或多个带电检修作业人员坐在该平台上开　

展带电检修作业。　

根据直升机带电操作的最小安全电气距离要求，　

考虑直升机的悬停时间（１Ｏ～１５　ｍｉｎ）及直升机直接　

等电位作业等因素，结合带电检修作业工艺要求，先　

后开展了平台法带电安装防绕击避雷针、平台法带电　

修补导地线、平台法带电安装地线标志球、平台法更　４２　电力设备　第９卷第１１期　

换导线间隔棒等带电检修作业项目。　

为保证直升机作业过程中的安全电气距离，在开　

始进行直升机带电检修作业前，应当先确定线路运行　

电压等级、导地线排列方式、线间距、塔头尺寸及安全　

规程中要求的最小距离。在进入强电场前，直升机以　

３０。角，从稍高的高度迎面靠近带电体，当距离目标　

１０～１５　Ｉｌｌ时，线路操作人员协助飞行员注意观察直升　

机周匍的间隙，特别是主旋翼、尾桨与带电体保持必　

要的安全距离。其安全距离必须严格遵循ＡＮＳＩ／　

１ＥＥＥ　Ｓｔｄ　５１６—１９９５有关直升机带电检修作业最小安　

全电气距离要求，如表２所示。　

表２　直升机带电检修作业最小安全电气距离表　

标称线路电压　／ｋＶ　直升机最小安全电气距离／ｍ　

直升机对接地体　直升机对棺邻带电体　

注：表中数值适用平均海拔高度为９００　ＩＴＩ。表中直升机最小安　全电气距离已考虑受导线摆动、线路施工误差、直升机悬停摆动等　因素的影响：在计算中，标称电压５００　ｋＶ过电压倍数以２．４考虑。　

如果在高于海拔９ＯＯ　ｍ的高度工作，直升机最小安　

全电气距离应根据ＡＮＳ￣ＩＥＥＥ　Ｓｔｄ　５　ｌ６—１９９５的要求进　

行海拔高度修正。海拔高度修正系数如表３所示。　

表３海拔高度修正系数表　

高度／ｍ　修正系数　高度／ｍ　修正系数　

０～９００　１　２　７００～３　０００　１．２　

９００—１　２００　１．Ｏ２　３　０００～３　６００　１．２５　１　２００～１　５０ＨＯ　】．Ｏ５　３　６００～４　２００　１．３　

１　５００—１　８００　１．Ｏ８　４　２００～４　８００　１　３５　

１　８００～２　１００　１．１１　４　８００～５　４００　１．３９　

２　１Ｏ０～２　４００　１．１４　５　４００～６　ｏｏＯ　１．４＿４　

２　４００～２　７００　１．１７　

直升机进入强电场作业流程如图１所示。　

１．２．２　吊索法带电检修作业　

为了解决直升机受安全距离要求无法进入等电位　

或由于作业时间超出直升机允许的悬停时间而无法用　

平台法开展检修作业的问题，项目提出了直升机吊索　

法检修作业方式。该作业方式是利用直升机通过绝缘　

绳将人和物吊到高压线上或塔上，工作完毕再将人和　

物接下来的一种工作方法。直升机不处于等电位。　

根据吊索法的工作特点，结合带电检修作业工艺　

要求，可以开展带电更换导线防振锤，带电处理引流　

板发热缺陷故障等项目。　使用电位转移　杆接触带电体　准备进入强电场　

使用连接线　夹将导线与　直升机连接　

进行带电作业　撤回电位转　移杆，并放回　作业平台　

嬲　

（望些里皇堑）　

图１　直升机进入强电场流程图　

作业开展前，飞行员和检修作业人员应熟悉航线　

途巾地形地貌的情况。为防止空载时吊索随风飘动，　

使检修人员更易抓住绳索，应在绳索下端增加一定的配　

重，质量一般为１０　ｋｇ左右。吊索作业流程如图２所示。　

直升机通过吊索系统将检修人员直接运送到线　

路作业点进行检修作业，具体作业流程如图２所示。　

人员进入　强电场　准备进入强电场　

人员与吊　索脱离　直升机飞ｉ　作业区域　

Ｉ进行带电作业ｌ　

退出强电场　

图２　吊索法检修作业流程图　

１．２．３作业条件　

（１）工器具条件：检修平台必须取得民航局颁发　

的适航证，吊索系统必须经过严格的测试，合格后方　

可使用。　

在作业前，作业人员应对直升机和机载检修工器　

具进行逐项检查记录并签字。确保作业平台及直升　

机导电设备的连接电阻小于１　ｎ。　

（２）现场条件：天气晴朗，风速小于３～４　ｍ／ｓ；吊　

索法作业要求天气晴朗，能见度为１　ｋｍ，风速小于　

３～４　ｍ／ｓ。遇雨、雪、雾天要停止作业。　

（３）人员防护：带电线路检修人员、驾驶员以及　

其他在机上与机外悬吊的人员必须穿戴屏蔽服。线　路检修人员应以等电位方式与操作平台连接。　

直升机飞行员、带电检修作业操作人员、地勤人　

员和空管调度员之间应建立有效沟通。　

１．３带电检修作业主要工器具　

（１）检修作业平台。根据所选直升机的负载情况　

和输电线路的结构特点，考虑带电检修作业设备必须　

具有导电性能好、

强度高等要求，项目设计制造了硬铝　新成果与技术应用　汪骏等：超高压输电线路直升机带电检修　４３　

材质检修作业平台，检修平台安装图如图３所示。　

图３检修平台安装图　

将检修作业平台安装在直升机驾驶员侧的滑橇　

上，为平衡直升机的负载，在另一侧滑橇上安装气泵、　

发动机等工具设备。　

（２）吊索系统。吊索系统分为吊索和脱钩系统　

两大部分。在考虑了冲击系数、破断系数和风荷系数　

３个重要指标后，该项目最后选用的是６１６　ｍｍ防潮　

绝缘绳（绞制ＴＢＯ一１）。　

吊索脱钩系统的主要作用是当检修作业人员到　

达作业点后，若遇作业现场天气突然变化或直升机出　

现故障时，使直升机与检修作业人员能够快速脱离。　

项目研制的吊索脱钩装置包括３个释放脱钩，其中直　

升机上装有２个主辅脱钩装置，检修人员与吊索之间　

装有一个脱钩。主脱钩安装有电子控制阀，飞行员可　

在主驾驶室通过电子阀控制。辅助脱钩由后机舱内　

人员通过机械阀控制，为了防止主脱钩装置误动，只　

有２个主辅脱钩同时动作后，才能实现吊索从直升机　

上脱离。同时，在遇紧急情况下，线路检修人员可以　

通过操作自己身上的脱钩，使自己从吊索上脱离。具　

体脱钩流程如图４所示。　

图４脱钩流程图　

２直升机带电检修作业的实验应用　

２００７年６月，直升机带电检修作业项目在北京沙　

河试验站试验线路上先后进行了平台法带电安装防　

绕击避雷针、平台法带电安装地线标志球、平台法带　

电修补避雷线、平台法带电更换导线间隔棒、平台法　

带电修补导线及吊索法带电安装导线防振锤等共计６　

项直升机带电检修作业，完成了大部分能够开展的直　升机带电检修作业项目的试验实践，积累了重要的实　

践经验，取得了重要的实验数据。完成的带电作业项　

目明细见表４。　

表４带电作业项目明细表　

３　直升机带电检修作业的经济性分析　

直升机带电检修作业与常规的带电检修作业相　

比，虽然在费用上不占优势，但具有快速、高效（作业　

准备时间短、反应迅速）的优点，提高了输电线路的安　

全可靠性。在某些常规条件下必须停电检修的项目　

（如无法判断断股数的地线损伤）采用直升机带电检　

修，具有显著的经济效益。在特殊气候条件下（如大　

雪封山），人工难以完成或完成代价过高，而采用直升　

机检修作业，只要天气情况允许（能见度、风速等条件　

符合要求），即可进行检修作业，与常规人工检修方法　

相比，具有不可替代的优势，此种优势在应急抢修中　

更加明显。依据沙河实验的重要数据参数，对项目进　

行了如下的经济性对比分析。　

（１）直升机检修与人工常规带电作业检修均不　

需停电检修作业的项目技术经济比较。在带电作业　

条件下，常规人工检修和直升机带电检修同样能完　

成的项目，如修补导线、修补能够判断损伤程度的地　

线少量断股、安装地线标志球、更换导地线防振锤等　

作业；若以开展带电修补导线作业为例，直升机与人　

工检修作业的相关参数比较见表５。　

表５直升机与人工检修均采用带电作业相关参数比较表　

比较项目　直升机带电修补导线　人工带电修补导线　

飞行员　】　０　人员　检修人员　１　ｌ　地勤　６　４　准备时间　３０　３Ｏ　时间　检修时间　７　６０　／ｒａｉｎ　平均往返时间　１１０　４２０　

ＢＥＵ２０６。ＩＡ直　一台检修车辆、　升机、机载作业平　屏蔽服、绝缘传递　台、屏蔽服、电位　绳、绝缘传递滑　作业所需工器具　转移杆、钢刷、砂　车、绝缘绳套、钢　纸、预绞丝、万用　刷、砂纸、背兜、预　表、２台检修车辆　绞丝