0 引言

　　隨著國民經(jīng)濟的增長，用電量大幅提高，加上惡劣環(huán)境的影響，各種輸電線路設(shè)備極易發(fā)生故障及損壞[1]。根據(jù)《110 kV～500 kV架空輸電線路檢修規(guī)范》[2]基本要求可知，設(shè)備檢修是架空輸電線路生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容之一。在檢修種類中絕緣子及金具檢修是輸電線路檢修中最為常見、比重最大的。以往遇到這類檢修作業(yè)都是先查桿塔、金具、絕緣子結(jié)構(gòu)圖等，然后計算出各類數(shù)據(jù)，再憑經(jīng)驗配置檢修工器具，既費時，也容易出錯。如遇緊急搶修，不僅時效難以保證，也會給安全造成隱患。

　　本文根據(jù)檢修作業(yè)標準化要求，利用全生命周期技術(shù)，設(shè)計和開發(fā)了基于檢修作業(yè)標準化的輸電線路工器具智能配置系統(tǒng)，系統(tǒng)能減少檢修工作的前期準備時間和避免因經(jīng)驗不足導(dǎo)致漏帶/錯帶工器具而延誤檢修工作的情況，實現(xiàn)檢修工器具配置的程序化、標準化、規(guī)范化，對輸電線路的安全運行[3]具有一定的積極意義。

1 配置方法

　　本文主要對直線塔和耐張塔在停/帶電檢修作業(yè)中更換絕緣子和線路金具時用到的檢修工器具作為研究對象，著重分析工器具在檢修作業(yè)中的作用及其配置標準，為系統(tǒng)的開發(fā)作前期準備工作。

　　其中檢修工器具主要包括以下四類：絕緣工具、金屬工具、個人防護用具和輔助安全工具。

　　1.1 直線塔檢修工器具配置

　　直線塔承重工具可承受的承重質(zhì)量：

　　式中：G為絕緣子串總荷載；As為工具安全系數(shù)，根據(jù)規(guī)程規(guī)范要求，一般取2.5；N為承重工具個數(shù)；?茁為承重工具的不平衡系數(shù)，一般取1.2；為絕緣子串傾斜角度。

　　對直線塔懸垂絕緣子串進行受力分析，可知絕緣子串上承受的總荷載為垂直荷載和水平荷載的幾何和[4]，其計算公式為：

　　式中：Q為導(dǎo)線垂直荷載，P為導(dǎo)線絕緣子串水平荷載，G為絕緣子串總荷載。

　　Q=ng3 SLc+W(3)

　　P=ng5 SLp(4)

　　式中：n為導(dǎo)線分裂數(shù)；g3為導(dǎo)線覆冰時的垂直總比載；S為導(dǎo)線截面積；Lc為垂直檔距；W為金具重量，包括金具、間隔棒及導(dǎo)線端作業(yè)人員重量；g5為覆冰時的風壓比載；Lp為水平檔距。

　　1.2 耐張塔檢修工器具配置

　　在輸電線路運行上耐張絕緣子串是承受導(dǎo)線的水平張力，在更換耐張絕緣子串時，需要收緊導(dǎo)線，使絕緣子串松弛，這導(dǎo)致導(dǎo)線的應(yīng)力增大，增大的應(yīng)力被稱為過牽引應(yīng)力。過牽引應(yīng)力與導(dǎo)線截面積的乘積，稱為過牽引張力。

　　耐張塔承重工具可承受質(zhì)量的公式和式（1）相同，承受的總荷載G是過牽引張力T與重力加速度的乘積：

　　式中：σ0為最低點應(yīng)力，lv為懸點垂直檔距，l為檔距，hc1為呼稱高(大號側(cè))，hc2為呼稱高(小號側(cè))，h1為高程(大號側(cè))，h2為高程(小號側(cè))，F(xiàn)為導(dǎo)線計算拉斷力。

2 系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)功能分析

　　本系統(tǒng)遵循可靠性、易用性和可擴展性原則設(shè)計，主要分為四大模塊：用戶管理模塊、系統(tǒng)配置管理模塊、全生命周期管理模塊和系統(tǒng)設(shè)置與維護模塊，其功能分析如圖1所示[5]。

　　主要實現(xiàn)以下功能：

　　(1)新建、登錄、刪除、修改用戶信息；

　　(2)復(fù)雜環(huán)境下直線塔和耐張塔絕緣子串及金具類設(shè)備的荷載分析；

　　(3)依據(jù)檢修作業(yè)標準化在停、帶電作業(yè)環(huán)境下輸電線路檢修工器具智能配置；

　　(4)金具組合長度的自主選取，提高檢修人員更換/檢修絕緣子串操作時的靈活性；

　　(5)建立工器具臺帳管理，實現(xiàn)工器具從采購到使用、報廢的整個生命周期資料均可實時調(diào)取查看的管理；

　　(6)工器具信息可視化顯示，配置結(jié)果報告單和標準化配置結(jié)果報告單導(dǎo)出、打印與保存；

　　(7)采用防衛(wèi)式容錯技術(shù)為用戶提供各種人機接口，方便用戶對系統(tǒng)進行維護與管理。

　　2.2 系統(tǒng)流程圖

　　輸電線路檢修工器具智能配置系統(tǒng)總體操作流程圖如圖2所示。首次使用系統(tǒng)時，需完成臺帳管理并入庫。圖2中虛線部分是指當查詢條件錄入完后系統(tǒng)提示“無查詢結(jié)果”時，用戶可選擇“計算模式”，如果數(shù)據(jù)庫中有相應(yīng)信息，則進入“配置結(jié)果輸出與查看”。

　　系統(tǒng)重點描述的“計算模式”的操作流程圖如圖3所示。計算荷載前需要進行數(shù)據(jù)的錄入，當數(shù)據(jù)錄入不完整或不匹配時，系統(tǒng)彈出“輸入信息不完整”的提示。計算完荷載后才能進行工具的配置，結(jié)合工器具在庫情況配置工具完成后，當數(shù)據(jù)庫中沒有相關(guān)輸電線路信息時，系統(tǒng)提示“工具信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫成功”；否則系統(tǒng)提示“是否更新數(shù)據(jù)庫？”的信息，方便用戶選擇。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

　　系統(tǒng)的開發(fā)依賴于良好的開發(fā)環(huán)境，綜合需求分析，本文選擇針對性強、交互性好的Microsoft Visual Studio 2010作為編程平臺，主要采用C#窗體語言[6]和Microsoft SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫來開發(fā)基于檢修作業(yè)標準化的輸電線路工器具智能配置系統(tǒng)。

　　下面以直線塔懸垂絕緣子為例，已知條件：（1）電壓等級為500 kV，線路名稱為宜華線，桿塔編號為700，作業(yè)方式為帶電，公司編號為HBWH，作業(yè)負責人為張三；（2）導(dǎo)線型號為ACSR-720/50；（3）線路參數(shù)：垂直檔距為600 m，水平檔距為500 m，傾斜角度為0°；（4）絕緣子型號為FC160/155；（5）現(xiàn)場參數(shù)：風速為10 m/s，冰厚度為0，金具重量為220 kg，導(dǎo)線分裂數(shù)為4；（6）工具參數(shù)：工具安全系數(shù)為2.5，承重工具個數(shù)為2，承重工具不平衡系數(shù)為1.2。

　　主要實現(xiàn)步驟如下：

　　（1）檢修工器具臺帳管理

　　按照國家規(guī)定，運行單位應(yīng)定期對工器具的購置、保養(yǎng)、使用、試驗等情況進行檢查，確保安全工器具數(shù)量充足、質(zhì)量滿足要求，按時進行周期性試驗并建立安全工器具臺帳。臺賬管理界面如圖4所示。

　?。?）檢修工器具配置

　　在主界面（如圖5所示）的【基本數(shù)據(jù)】區(qū)中錄入或選擇參數(shù)，單擊“確定”按鈕，【檢修對象簡圖】區(qū)會給出檢修對象信息，如圖5中1所示。單擊“查詢”按鈕，查詢是否之前有配置過相應(yīng)檢修工器具。

　　輸入或者選擇【參數(shù)輸入】區(qū)的檢修信息，按順序單擊“計算總荷載”、“配置工具”，如圖5中2所示。完成配置工具后，單擊“導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫”將配置工具信息導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中。在【標準化工具信息】區(qū)顯示配置后的結(jié)果，如圖5中3所示。

　　單擊【標準化工具信息】區(qū)中“工具名稱”列下的“手扳葫蘆”，再單擊【操作臺】中的“查看圖片”按鈕，【工具圖片信息】區(qū)會向用戶提供工器具的具體實物圖片信息，如圖5中4所示部分。

　　（3）結(jié)果顯示

　　完成上述操作后，為了便于用戶保存、打印和攜帶工器具配置結(jié)果，可單擊“導(dǎo)出工作單”按鈕，得到Excel版“輸電線路完整工具配置報告單”和“輸電線路標準化配置工具單”，如圖6所示。

4 結(jié)論

　　本文的核心原創(chuàng)工作在于：(1)依據(jù)檢修作用標準化分析在復(fù)雜環(huán)境下的直線塔和耐張塔絕緣子及金具類設(shè)備故障的檢修工器具配置方法；(2)依據(jù)檢修作業(yè)標準版建立工器具臺帳管理，實現(xiàn)工器具全生命周期管理并實時調(diào)取查看；(3)運用窗體界面設(shè)計工器具模塊化管理，采用防衛(wèi)式容錯技術(shù)為用戶提供各種人機接口，方便用戶對系統(tǒng)進行操作和管理。本系統(tǒng)的研發(fā)成功縮短了檢修工器具配置的時間，提高了檢修效率和工器具管理水平。

參考文獻

　　[1] 國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線路部分）[M].北京：中國電力出版社，2009.

　　[2] 國家電網(wǎng)公司.《110kV～500kV架空輸電線路檢修規(guī)范》國家電網(wǎng)生技[2005]173號文件附件)[S].2005.

　　[3] 國家電網(wǎng)公司.《110(66)kV～500kV架空輸電線路運行規(guī)范》(國家電網(wǎng)生技[2005]172號文件附件1)[S].2005.

　　[4] 國家電網(wǎng)公司人力資源部.輸電線路檢修上、下冊[M].中國電力出版社，2010.

　　[5] 房曉斌.通信系統(tǒng)設(shè)備管理系統(tǒng)的分析和設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2008，34(6)：113-116.

　　[6] 汪小科，趙會東.C#全能速查寶典[M].北京：人民郵電出版社，2012.