1、配电不停电作业技术发展综述 随着经济社会发展和人民生活水平的提高，用户对供电 可靠性的要求越来越高。配电网担负着就地或逐级向各类用 户供给和配送电能的任务，是确保供电质量最直接最关键的 环节。国内外的电网继电保护运行资料表明，目前用户遭受 的停电绝大部分是由于配电系统环节造成的，其中因中低压 配电网造成的停电约占总停电的 90%。又据国内多年的供电 可靠性统计分析，目前用户停电原因中有 70%以上来自配电 网的网络改造、业扩接电、计划检修等，而这些作业通过实 施配电不停电作业技术可以大幅度减少用户的停电。 带电作业发展历程 起步阶段 我国的带电作业始于 20 世纪 50 年代，时值国民经济 恢
2、复和发展时期，由于当时发电量迅速增长，而供电设备容 量明显不足，大工业用户对连续供电要求较高，因而常规的 停电检修受到了限制。为了解决电气二次设备停电检修与不 间断向用户供电之间的矛盾，带电作业便应运而生。 1953 年，鞍山电业局成功研制了带电清扫、更换和拆装配电 设备及引线的简单工具。 1954 年，3.3kV 配电线路带电更换横担、木杆和绝缘子的作 业项目取得成功。 1956 年又进一步发展到更换 4466kV 的木质直线杆、横担 和绝缘子。 1957 年底，154220kV 输电线路带电更换绝缘子的全套工 具研制成功，3.666kV 线路的全套带电作业工具也得到了 进一步完善。 195
3、8 年，当时的沈阳中心试验所又开始了人体直接接触带电 设备检修的研究工作，并首次成功地在试验场完成了人体直 接接触 110kV 线路保护配置带电线路的等电位试验。所有这 些尝试，为带电作业在我国的推广和发展奠定了物质和技术 基础。 逐步普及阶段 1959 年至 20 世纪 80 年代，带电作业在我国进入了逐步 普及阶段，各地大、中型供电单位相继开展了带电作业项目 的开发和工具的研究工作。作业方法从间接作业、等电位作 业向带电水冲洗等迈进。作业工具从最初的支、拉、吊杆等 硬质工具向组合化、绳索化、轻便化发展。作业项目也拓展 到带电更换导线、避雷线等领域。1977 年，水电部将带电作 业纳入部颁安
4、全工作规程，进一步肯定了带电作业技术的安 全性。 全面发展阶段 20 世纪 90 年代初期，我国社会经济快速发展，电力需 求剧增，电力供需矛盾突出，多数地区出现了限电的局面， 因而大量中低压配电的检修施工采用结合停电的方式进行， 仅输变电设施还持续开展带电作业，致使配电带电作业的开 展中断了好几年。 到 90 年代末，随着电力电容器保护装置供需矛盾的缓 和，为了提高供电可靠性，配电带电作业又开始逐步推广， 带电作业的技术和工具又迅速发展，作业项目和应用次数也 逐年上升，目前几乎所有的供电单位都开展了配电带电作 业，并向配电不停电作业发展。 国外发展概况 从国外先进国家带电作业的发展情况来看，苏
5、联的带电 作业开展得最为广泛，作业项目也较多，几乎覆盖所有电压 等级的输、变、配电网，尤其是作业工具及手段先进，形成 了一整套完善的带电作业体系。 美国的带电作业发展史最长，作业方法和作业工具最先 进，目前，直升飞机和机械手已成为美国带电作业的主要工 具。 其他诸如法国、英国、加拿大、德国、意大利、丹麦的 带电作业在作业工具和方式上也各具特色，自动化、机械化 程度也较高，但在作业项目上各有侧重。 与我国相毗邻的日本，带电作业虽然起步较晚，但发展 较快，尤其是配电带电作业，自动化程度较高，作业工具也 很先进。目前在日本普遍采用人在绝缘斗臂车的绝缘斗内操 作机械手的作业，同时现已向机器人的方向发展
6、，技术比较 领先的日本九州电力公司已经开始采用第二代机器人的方 法，机器人站在地面上进行作业操作，十分灵活、安全。 展望 向作业机器人方向发展 目前的配电带电作业都是由操作人员手工作业，作业时 操作人员都处于高电压、强电场的环境之中，研发使用带电 作业机器人进行作业将是该技术领域的发展方向。 1)国外带电作业机器人发展状况。为了进一步提高作业 的安全性和可靠性，许多国家都开展了电力应用机器人的研 究，并投入带电作业实际应用中。 20 世纪 80 年代，美国电力研究院研制生产了一种称之 为 Tom Cat 的遥控操作机器人，同期日本九州电力公司也研 制出了称为第一代电动机保护装置的主从控制带电作
7、业机 器人，并在一定范围得到应用。近 30 年来带电作业机器人 的发展历史可分为三代： 第一代，主从控制机器人。这也是国外正在使用的形式， 采取主从控制，有两个作业机械臂，人在操作斗里控制机械 臂的动作完成带电作业工作。 第二代，半自主机器人。操作人员在地面控制机器人作 业，应用了一些视觉、激光测距等传感器，能识别作业目标 的大体位置，通过人机交互来精确定位，但不能识别较为复 杂的环境。 第三代，全自主机器人。目前尚处于研制阶段，具有较 高的智能、三维识别、自身控制以及自主作业决策的功能。 2)国内带电作业机器人的研发。在我国，很多供电单位 都充分认识到了带电作业的重要性，因此对带电作业机器人
8、 的需求也越来越强烈。由于国外带电作业机器人的价格太 高，此外国外配电电压等级设置与我国有所不同，国外带电 作业机器人适用的电压等级不能满足我国的需要，因此我国 也有不少电力部门和科研单位提出了带电作业机器人的研 制问题。 20 世纪 90 年代初，国防科技大学等单位就提出研制带 电作业机器人的技术报告，但由于当时许多条件不具备而搁 浅。1999 年，山东电力公司在国内首次对带电作业机器人项 目进行了立项。同年底，又被国家电力主变保护配置列为 1999 年第二批科研项目，委托山东电力研究院进行我国首台 带电作业机器人样机的研制。 2002 年 3 月，研制出了我国具有自主知识产权的带电作 业机
9、器人样机。该作业机器人样机是根据我国电网的实际情 况，选择了主从控制操作带电作业机器人的研发道路，该样 机的性能介于国外带电作业机器人第一代和第二代之间，即 操作人员在绝缘斗内进行操作，采用局部人机交互智能控制 技术。 2005 年完成产品化样机的研究，在山东济宁和山西长治 通过了试用，其主要使用范围是：作业电压等级 10kV 及以 下;绝缘防护标准 45kV;作业高度 19m 等。 向不停电作业方向发展 目前配电网作业方式还是以停电作业为主、不停电作业 为辅，随着不停电作业技术的迅速发展以及作业项目的日趋 完善，不停电作业的项目逐步覆盖停电作业的项目。同时， 随着旁路和移动电源作业法的广泛应用，配电网作业方式就 可实现不停电作业方式，这是电网作业技术领域的一场新的 革新，必将带来供电可靠性的大幅提升，同时具有良好的企 业效益和社会效益。 配电不停电作业方式的实现除了发电机保护系统技术 进步和技术装备外，还必须有组织的变革，如现以停电作业 方式为主的配电检修班组需向不停电作业班组转型，这既需 要班组技能人员的培训转岗，更需要企业负责人的认识和组 织到位，因此配电不停电作业方式的实现既是技术创新，也 必须是组织创新。现代社会，分秒中断的停电都可能造成社 会的巨大影响和损失，因而，配电不停电作业方式取代传统 的停电作业方式，将是一种必然!
