國網北京市電力公司應用“無人機+小飛人(便攜式升降機)”帶電消除500千伏緊湊型輸電線路缺陷。本次缺陷消除作業不僅在迎峰度冬電力保供關鍵階段確保了重要輸電線路可靠運行,也標志著該公司輸電專業全業務核心班組帶電作業技能達到了國內先進水平。
近日寒潮大風天氣過后,國網北京電力檢修公司立即安排輸電運維人員對山區重點輸電線路開展差異化巡檢,通過無人機精細化巡檢及時發現了西部地區某500千伏線路一處鐵塔的C相絕緣子導線端掛點金具螺母即將脫落。為快速消除這一缺陷,該公司決定采用“無人機+小飛人”帶電作業方法。
一、硬件介紹(SZDJ-I手持式單相電能表分析儀工作原理及結構)
1.1 現場校驗儀外部結構
1.2 頂部面板結構介紹
1.3 右側面板結構介紹
1.4 背面介紹
1.5 配件清單
二、入門(SZDJ-I手持式單相電能表分析儀工作原理及結構)
2.1 主要功能介紹
● 表源一體化功能
電壓220V,電流極大10A。可以輸入不同的電流與角度,也可通過【0】鍵進行選擇不同校驗點,對單相表進行校驗,并存儲打印校驗結果。
● 單相現場校驗功能
通過16位A/D和高速32位DSP處理器對電壓、電流信號的采樣,并計算出電參數, 同時它的電流輸出功能,在現場沒有負荷時,可以做為虛擬負荷使用,極大方便單相電能表的現場測試。
● 波形顯示功能:直接顯示U、I的波形。
● 諧波測量功能:以直方圖的形式顯示2~51次諧波的全量。
● 存儲、查詢功能:能存儲6000條校驗記錄,在查詢功能中,能按不同方式進行查找,并支持模糊查詢。
● 遠程升級功能:通過下載升級包,可以對進行軟件系統的升級,不斷享受新的功能與特性。
● 漢字輸入功能:采用拼音漢字輸入法進行漢字輸入。
● 雙語功能:儀器界面支持中、英雙語。
● 幫助功能:儀器即時幫助,按【F1】鍵即可彈出幫助界面。
● 多種供電方式:支持電池、在線取電和外接電源三種方式供電。
2.2 主要特點
擁有便攜式校驗裝置的基本功能,自帶模擬負載實現在現場無負荷情況下對電能表校驗,且精度達到0.1%;
可測電壓、電流的 2~51 次諧波,并可存儲全部諧波數據;
一屏顯示設置參數、誤差、電工參數以及電壓、電流的波形;
存儲6000塊表的全部測量數據,包括工作參數,方便事后分析;
支持 U盤,可通過 U盤、串口升級軟件下載校驗數據;
可與 PC 機進行通訊,很方便與原有的數據庫和管理系統接口。可配《電能表管理系統》軟件,實現無紙辦公;
高亮度、高清晰度、高分辨率5.7"(320*240)TFT彩色液晶顯示;
漢字輸入;
寬工作電源AC 87~265V,且可內部電池供電(充電無須外接充電器)雙選擇;
系統采用高速高精度的數字乘法器,對全部參數進行軟件修正;
儀器無電位器,徹底防止儀器因運輸等外界原因造成誤差改變,大大提高了系統的穩定性和可靠性;
系統采用國內開創的數字真無功測量技術;
在 -20℃~+40℃ 的溫度范圍內保證電能的準確性;
標配帶 0.2 級 20A鉗(已含開合不重復性誤差、接觸誤差、外界磁場干擾誤差、角差等);
選配100A、500A、1000A、1500A 鉗,與 20A鉗配合,直接測量低壓計量綜合誤差;
電壓自動換檔 30~265V、電流直接輸入 20A;
提供誤差修正功能,方便誤差校準(需密碼);
高精度塑膠模具機箱設計,輕巧美觀;
2.3 操作使用注意事項
警告:本儀器屬于帶電工作設備,為了您的保障,請遵守國家可靠生產的相關規定,嚴格按電力計量裝置現場校驗操作規程操作。
正確連接供電電源(注意:電源范圍為 AC87V~265V);
操作前請先閱讀本說明書正確設置測量參數;
不能將脈沖線的夾子夾到電能表的電壓端子,否則會損壞儀器;
不能將電壓端子線插到電流端子口上,否則會損壞儀器;
不能將電流端子線插到電壓端子口上,否則會損壞儀器;
正確選擇電流量程,電流量程一般不要超過額定值的 220%;
每只鉗表分正負端:“+”端表示電流進、“-”端表示電流出;
不同相儀器的鉗表不要互換使用,否則會影響測量精度;
由于內置電源,能從電壓端子上供電,校驗臺上使用本儀器,請選擇儀器的電池或外接電源供電,以免影響校驗臺電壓輸出;
該儀器屬于精密儀器,請小心輕放;
鉗表的嵌口應保持清潔,因為油污和灰垢會影響測量精度;
嚴禁使用腐蝕性有機溶液擦拭儀器;
2.4 儀器操作流程
儀器使用中嚴格按照操作流程進行
開啟儀器電源→接儀器端測試線→接電能表端測試線及鉗表→設置校驗參數→校驗→拆除電能表端測試線→關閉儀器→拆除儀器端測試線。
注:鉗表“+”為電流流進方向“-”為電流流出方向。
2.5 接線
校驗單相電能表接線方法:
現場帶負荷
儀器測電能表“火”線接到儀器U +端口, “零”線接到儀器U -端口;鉗表線接到儀器“鉗表1”或“鉗表2” 端口;脈沖輸入裝置接到儀器“脈沖”端口。
1、 當儀器從火線的進線口取電壓時,鉗表應接到火線出線上,否則會影響校驗誤差準確度;
2、 當儀器從火線的出線口取電壓時,鉗表應接到火線進線上,否則會影響校驗誤差準確度。
測試電壓從火線的進線口取電壓時
如圖:
測試電壓從火線的出線口取電壓
如圖:
無負荷現場(或實驗室內校準電能表)
儀器測電能表“火”線接進線接到儀器U +端口, “零”線接到儀器U -端口;把電流端子接到儀器Iout端口,脈沖輸入裝置接到儀器“脈沖”端口。
如圖
小負荷現場(電壓進火線取電)
儀器測電能表“火”線接進線接到儀器U +端口, “零”線接到儀器U -端口;把電流端子接到儀器Iout端口,電流鉗子同時取儀器電流端子線和出火線的電流;脈沖輸入裝置接到儀器“脈沖”端口。
如圖: (儀器從取電線取電,圖中還要加電壓鉗子,電流鉗子同時取儀器電流端子線和出火線的電流)
2.6 主屏幕介紹
開啟儀器電源,屏幕顯示如下的界面:
現場設置:
常 數:指被測電能表的常數;
N:指來多少次脈沖儀器計算一次誤差。具體到機械式電能表,就是來多少次黑標計算一次誤差(值得注意的是在手動方式下,來多少次黑標按一下手動開關);
光電(手動):脈沖采樣方式;(注:光電頭和脈沖線都是用光電采樣模式)
輸 入:指的是電流采樣方式(需輸入變比數值,如果是直通表變比值為1:1,其他情況依據現場TA變比輸入);
變比:互感器銘牌所標稱的值。
誤差:電能表現場校驗產生的誤差參數。儀器根據輸入的電能表產生和采集到的電能表參數經過高精準計算處理的電能表的計量計算的電量值和實際電量比值誤差值)顯示電表三個連續誤差。
電流輸出及功率因數:在無負荷情況下校表,儀器可輸出模擬負載;模擬負載數值可進行設置選擇。
電工參數區:
顯示全部電工參數,有如下幾種:
U(V)、I(A)、φ(夾角)、F(頻率)、P(W)、Q(Var)、COSФ
U(現場電壓數值) I(現場電流數值) φ(移相角度) P(有功數值)
Q(無功數值) COSФ(功率因數) F(頻率)
供電模式標識:供電模式有電壓端子供電、電池供電、適配器供電三種;
儀器設有儀器自動和手動選擇供電模式功能,當供電模式圖標顏色為黃色時,代表自動選擇供電模式,自動供電模式的供電模式優先級為適配器,其次電壓端子供電,然后是電池供電;適配器供電時供電模式標識為向下小插頭圖標,電壓端子供電時供電模式標識為向上小插頭圖標,電池供電時供電模式標識為小電池圖標。
當供電模式圖標顏色為紅色時,代表手動供電模式,手動供電模式可以強制選擇端子供電或電池供電。(通過F4進行供電模式輪換)
時間:儀器系統時間。
電池狀態標識:電池狀態標識為綠色時電池已充滿電,為紅色時表示電池電量不足,為白色時表示正在使用電池。
輸入法標識:輸入法標識為“12 ”表示數字輸入,為“AB”表示拼音大寫字符輸入,為“ab”表示拼音小寫字符輸入,為“漢”表示漢字輸入。
2.7 功能鍵介紹
2.8 單相電能表便攜式校驗裝置功能介紹
單相電能表現場校驗儀有較高的誤差等級,并且設置模擬電流輸出和功率因數設置,有電能表的校驗裝置和其他現場校驗儀的校驗裝置功能。
2.9 供電模式
儀器設有儀器自動和手動選擇供電模式功能,通過【F4】鍵來切換自動和手動選擇供電模式功能;儀器自動選擇供電模式時供電模式標識的顏色為黃色;手動選擇供電模式時供電模式標識的顏色為紅色。
在自動選擇供電模式中有三種供電方式分別為適配器供電、電壓端子供電、電池供電,自動選擇供電模式時,儀器供電模式的優先級為適配器供電、電壓端子供電、電池供電;儀器手動供電模式時,可以使用【F4】鍵強制選擇端子供電或電池供電。
電池供電
儀器在用手動選擇電池供電時,儀器屏幕右下角電池狀態標識為紅色電池圖標(如圖:)按【F4】即可切換為端子供電。
自動選擇供電模式時,儀器屏幕右下角電池狀態標識為黃色電池圖標。
端子供電
手動選擇供電模式:
儀器在手動選擇供電模式下,儀器儀器屏幕右下角供電模式標識為紅色向上的小插頭圖標(如圖:)按【F4】即可切換為電池供電。
自動選擇供電模式:
儀器在自動選擇供電模式下,在沒有適配器供電的情況下,儀器自動選擇在線端子供電,供電模式標識顯示為向上黃色小插頭圖標,如上圖所示。
適配器供電
手動選擇供電模式:
儀器在手動選擇供電模式下,接上適配器時適配器就會給電池充電。
自動選擇供電模式:
儀器在自動選擇供電模式下,插上適配器這時儀器就會自動選擇從適配器供電工作。
2.10 充電
給儀器充電有三種方式分別為電壓端子充電線給儀器電池充電,校驗現場電壓給儀器電池充電還有一種是通過適配器給儀器電池充電;
儀器電池充電,大約需8小時能給電池充滿電;滿電池狀態大約能維持儀器4小時無間斷工作。
端子充電線:
1、電壓端子充電線的紅色端接到U+ 端口,黑線接到儀器U- 端口;
2、在開啟儀器按【系統】鍵,再按【4】進入充電管理界面;
3、端子充電線接上電源,儀器充電管理界面就會顯示電池電壓、充電電流數值。
如圖:
注:當電池電壓值達到4.2V表示以為電池充滿電
校驗現場充電
1、在現場校驗界面按【F4】鍵,界面會提示“由電池供電模式換……”
2、當屏幕儀器儀器屏右下角供電模式標識為紅色小插頭圖標時,儀器使用校驗現場電源供電模式并為儀器電池充電。
適配器充電
選擇適配器給儀器電池充電
如圖:
注:在室內校驗臺上使用儀器時,請選擇供電方式為電池或適配器供電,通過電壓端子供電會影響校驗臺的電壓輸出精度或諧波。
這條500千伏線路為緊湊型輸電線路,導線與鐵塔構件的距離均按照極小電氣可靠距離設計,留給帶電作業人員的活動范圍有限,帶電作業難度較大。開展緊湊型線路帶電作業一直是帶電作業中的技術難點。為確保作業人員保障,國網北京電力檢修公司提前勘查作業現場,應用搭載了激光雷達的無人機對隱患鐵塔實施三維掃描和點云建模,反復測算人員作業位置與導線、鐵塔構件間的距離,確保作業全過程滿足極小可靠距離要求。該公司嚴格按照國家電網有限公司生產現場作業風險分級表和作業風險庫科學制訂作業方案,持續完善各項人身風險防控措施。
作業當天,地面人員先操控無人機將主升降絕緣繩和后備保護繩分別掛在500千伏線路的架空地線和C相導線上。帶電作業人員吳天軍身著全套屏蔽服,搭乘便攜式升降機逐漸升至距作業點約15米處的C相導線位置。現場作業負責人發出進電位指令。吳天軍迅速借助電位轉移棒鉤住C相導線進入電場,隨后,他沿著導線屈身快速移動至預定作業點,熟練地將松動螺母歸位、擰緊并加裝鎖緊銷,在確保連接可靠后沿導線返回到升降繩處,再次搭乘“小飛人”下降至地面。本次帶電作業全程僅用時28分鐘,體現了輸電專業人員過硬的技術水平,為后續500千伏緊湊型線路帶電作業積累了經驗。
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