4、导线间隔棒安装测距仪的研制

导线间隔棒安装测距仪的研制

山东送变电工程公司输电一公司“飞跃”QC小组

名词解释

间隔棒：输电线路工程中，分裂导线用间隔棒的主要用途是限制子导线之间的相对运动及在正常运行情况下保持分裂导线的几何形状。

图1间隔棒现场安装图

目前220kV、330kV的输电线路多采用二分裂导线，500kV输电线路多采用三分裂及四分裂导线，电压高于500kV的特高压输电线路采用六分裂及更多分裂的导线。为了保证分裂导线线束间距保持不变以满足电气性能，降低表面电位梯度，及在短路情况下导线线束间不致产生电磁力，造成相互吸引碰撞，因而在档距中相隔一定距离安装了间隔棒。安装间隔棒对次档距的振荡和微风振动也可起到一定的抑制作用。

一、小组概况

小组概况见表1。

表1小组概况表

制表人：徐海涛2015.03.04

二、选择课题

1.课题背景

（1）在导线间隔棒安装中，由于作业高度高、相间间隔棒需安装在各个不同位置上，且安装距离受高差、塔型等一系列因素的影响，特别是对于特高压线路的超长相间间隔棒而言，其长度较长，绝对误差也较大，如果安装不够精确，那么需要进行相应的调整。间隔棒的安装误差既给施工带来不便，又降低了间隔棒的防舞效果，甚至造成防舞失效。

（2）通常测量导线间隔棒距离时至少由2名高空作业人员配合，使用卷尺或测绳在导线上测量出安装的距离；或由1名测量人员使用全站仪、1名施工人员手持棱镜测距后，再实施间隔棒安装。在视线不通透或跨越深沟、大江大河等不具备全站仪使用条件的情况下都是用卷尺或测绳测量，这样施工就会存在安全风险，当新建线路跨越带电线路时，如果卷尺或测绳靠近带电体或因施工人员误操作将卷尺接触带电体都会可能造成安全事故。

（3）间隔棒安装精度要求：《110kV~750kV架空输电线路施工及验收规范》GB 50233-2014中对间隔棒安装距离提出了明确要求，杆塔两侧第一个间隔棒安装距离允许偏差应为端次档距±1.5%，其余应为次档距±3%。

（4）2014年10月，在文亭500kV输电线路工程采用测绳第一次测量间隔棒安装距离方式得到的间隔棒距离测量数据如下:

表2测绳测量次档距统计表单位：m

制表人：杨涛2015.03.06 通过以上数据可以看出，采用测绳测量间隔棒距离存在超出合格标准的情况，一次测量合格率为84.21%，需对不合格的间隔棒距离进行调整，造成返工。

2.问题的提出

小组围绕“提高间隔棒距离一次测量合格率”这个话题，召开了头脑风暴会议，小组成员提出两个课题方向，用亲和图法整理如图所示。

图2亲和图

制图人：徐海涛2015. 03.12 小组成员对两个课题方向进行分析对比，如下表：

表3课题分析对比表

制表人：徐海涛 2015.03.15

3.课题查新

确定课题方向后，小组首先开展了查新工作。小组成员在中国专利网信息网进行检索，确定关键词为“间隔棒测距”，结果未发现相关内容。

图3查新结果

4.确定课题

通过上述对提高间隔棒距离一次测量合格率的分析，小组成员经过反复讨论，认为应对导线间隔棒安装测距仪进行研制。因此，小组决定本次课题为：

三、设定目标

1.设定目标

非量化目标：成功研制间隔棒安装测距仪，降低安全风险，避免除天气外其他的外界环境因素的干扰。

量化目标：间隔棒距离一次测量合格率不低于99%，间隔棒测距偏差不超过次档距±1.5%；作业人员由至少2人减少至1人，降低人员成本。

2.目标可行性分析

（1）山东送变电工程公司领导极为重视创新工作，鼓励一线员工进行小革新、小发明；

并且公司具有丰富的放线施工经验，对工器具、设备装置研发有着丰富的实践经验，拥有机械加工车间作为硬件支撑。

（2）Q C小组成员包括多年从事放线施工作业的负责人2名，有理论水平较高的专业人员3名，有长达30年工器具、设备装置检修经验的专业人员1名，小组成员均为中级职称，组成合理；小组成员多次参加公司设备装置、工器具的技术改造与创新研发，近一年来成功申请转角塔张力放线三滑车放线支撑架（专利号ZL201520455146.5）、高空液压管调直器（专利号ZL201520456360.2）等5项专利，并一直保持着较好的业绩，具备成功研发间隔棒安装测距仪的水平。

（3）《110kV~750kV架空输电线路施工及验收规范》GB 50233-2014要求：杆塔两侧第一个间隔棒安装距离允许偏差应为端次档距±1.5%，其余应为次档距±3%，因此实现间隔棒距离一次测量合格率不低于99%、间隔棒测距偏差不超过次档距±1.5%是可行的。

（4）通常测量导线间隔棒距离至少需2人配合，一旦间隔棒安装测距仪实现后，使用安装测距仪由1人实现是可行的；使用间隔棒测距仪避免了卷尺、测绳等工具的使用，降低了安全风险，且在高空中实现测量，避免了地形条件等环境因素的干扰。

四、提出方案并确定最佳方案

1.提出方案

小组成员结合其他领域中测距仪的形式，围绕间隔棒安装测距仪的目的和要求，提出两种设计方案，并进行了归纳整理。

（1）方案一：电子间隔棒安装测距仪

利用编程实现中断信号采集，通过单片机的计数功能对滑轮转过的圈数进行计数，在已知滑轮周长的情况下，实现对距离的测量，利用可视化装置实时显示距离，设计机械外壳与计数装置实现高空应用。

图4 单片机

（2） 方案二：激光间隔棒安装测距仪 利用激光发生器发射激光信号，通过光电元件接收照射到目标进而反射回来的激光信号，由激光测距传感器测定从发射至接收的时间，根据激光传输速率与时间计算出该距离，通过可视化装置实现距离可视化，设计机械外壳与激光测距装置实现高空应用。

图5 激光测距传感器

2. 两种设计方案对比分析

小组成员对两种设计方案进行分析对比，如下表：

表4 设计方案分析对比表