利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法及系统与流程

本发明涉及交直流线路带电作业工器具，具体而言，涉及一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法及系统。

背景技术：

1、特高压电网在整个国家电网中处于核心地位，一旦投入运行很难停电进行检修。因此，带电作业作为特高压电网运行检修的重要技术手段，对确保特高压电网安全、稳定、可靠运行具有重要意义。

2、直升机吊篮法是带电作业检修中的一项重要方法，其基本工作原理如下：直升机悬吊该吊篮到导线正上方后，逐步下放吊篮，让该吊篮跨坐在6或8分裂导线上的最上端的两根导线上，该吊篮上带滑轮可以在导线上滑动，吊篮滑动到相关的位置后，采用刹车装置固定吊篮，然后检修人员直接在吊篮里对导线损伤部位进行检修，在必要的情况下，人还可以爬出吊篮进入导线上进行检修。

3、但由于吊篮法带电作业所用吊篮体积较大，其等效电容比人体大很多，建立电位和脱离电位瞬间的放电能量可达数个焦耳(500kv电压)，而吊篮存在边缘尖端处，容易造成电荷聚集，导致电场畸变，相对于其他部位，电场强度更大，更易发生尖端放电，增加了带直升机电作业对输电线路正常运行的潜在风险，会对检修人员的安全造成威胁，也对可能造成输电线路的相间、极间短路，影响工程的正常运行。

4、由于吊篮结构影响，为了开展直升机带电作业必须要有足够大的线路空气间隙距离，才能保证直升机带电作业中不会引发相间或极间的放电。但是，已建工程并未把直升机带电作业的需求作为工程建设的必要条件。因此，如果不对吊篮进行优化，就会使直升机带电作业的适用范围减小，不利于直升机带电作业工作的开展。

5、同时对于带电作业来讲，为了保证带电作业的开展，吊篮并不能大幅度减少体积或尺寸，否则一次作业的载荷太低且无法装载太多的作业必须品，严重影响工作的效率和作业项目。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法及系统，旨在解决现有吊篮进入电场过程中会发生局部放电导尖端放电增加了带直升机电作业对输电线路正常运行潜在风险的问题。

2、本发明提出了一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，该方法包括：试验步骤，对当前吊篮进行带电作业试验，记录当前吊篮带电作业过程中不同位置的放电电压以及放电位置，获取当前吊篮的易放电位置；模拟步骤，对当前吊篮进行建模，采用静电场仿真，对当前吊篮模型的电场分布进行计算，获取当前吊篮模型的绝缘薄弱点；分析步骤，对所述试验步骤获取的当前吊篮的易放电位置以及所述模拟步骤获取的当前吊篮模型的绝缘薄弱点进行对比，确定当前吊篮电场集中的位置；吊篮优化步骤，基于所述分析步骤确定的当前吊篮电场集中的位置，采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，得到优化后的吊篮模型。

3、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮上端顶角，采用圆弧化方式对吊篮上端顶角进行处理，使得吊篮的支撑架与顶部连接架之间通过上圆弧过渡段连接。

4、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮下部支撑角，采用圆弧化方式对吊篮下部支撑角进行处理，使得外侧竖向支撑杆的底端与内侧竖向支撑杆的底端之间通过下圆弧过渡段连接。

5、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮支撑架端头位置，采用设置均压环的方式对吊篮支撑架进行处理，使得吊篮支撑架的外侧设置均压环，以屏蔽吊篮支撑架外侧的电场。

6、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，在所述吊篮优化步骤之后，还包括如下步骤：验证步骤，采用静电场仿真，对优化后的吊篮模型进行电场分布计算，验证优化后的吊篮模型的电场分布是否存在电场集中位置。

7、另一方面，本发明还提出了一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，该系统包括：试验模块，用于对当前吊篮进行带电作业试验，记录当前吊篮带电作业过程中不同位置的放电电压以及放电位置，获取当前吊篮的易放电位置；模拟模块，用于对当前吊篮进行建模，采用静电场仿真，对当前吊篮模型的电场分布进行计算，获取当前吊篮模型的绝缘薄弱点；分析模块，用于对所述试验模块获取的当前吊篮的易放电位置以及所述模拟模块获取的当前吊篮模型的绝缘薄弱点进行对比，确定当前吊篮电场集中的位置；吊篮优化模块，用于基于所述分析模块确定的当前吊篮电场集中的位置，采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，得到优化后的吊篮模型。

8、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮上端顶角，采用圆弧化方式对吊篮上端顶角进行处理，使得吊篮的支撑架与顶部连接架之间通过上圆弧过渡段连接。

9、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮下部支撑角，采用圆弧化方式对吊篮下部支撑角进行处理，使得外侧竖向支撑杆的底端与内侧竖向支撑杆的底端之间通过下圆弧过渡段连接。

10、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：如果当前吊篮电场集中的位置包括吊篮支撑架端头位置，采用设置均压环的方式对吊篮支撑架进行处理，使得吊篮支撑架的外侧设置均压环，以屏蔽吊篮支撑架外侧的电场。

11、进一步地，上述利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，该系统还包括：验证模块，用于采用静电场仿真，对优化后的吊篮模型进行电场分布计算，验证优化后的吊篮模型的电场分布是否存在电场集中位置。

12、本发明提供的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法及系统，通过采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，减少了尖端设计，使得电场分布更加均匀，以防出现尖端放电，进而使得作业人员可安全运送至导线处，对线路进行检修维护工作，缩短了直升机带电作业所需的相间、极间导线的距离，扩大了直升机带电作业的适用范围，同时降低了吊篮进入电场过程中可能发生尖端放电的可能，提高了直升机带电作业时输电线路和作业人员的安全性，也就是说，不仅可以保护检修人员的安全，还降低了直升机带电作业对线路正常运行的潜在风险，提高了直升机带电作业的安全性，解决了现有吊篮进入电场过程中会发生局部放电导尖端放电增加了带直升机电作业对输电线路正常运行潜在风险的问题。

技术特征：

1.一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

3.根据权利要求1或2所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

4.根据权利要求1或2所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

5.根据权利要求1或2所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法，其特征在于，在所述吊篮优化步骤之后，还包括如下步骤：

6.一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

8.根据权利要求6或7所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

9.根据权利要求6或7所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，其特征在于，所述采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，具体为：

10.根据权利要求6或7所述的利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的系统，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明提供了一种利用试验和仿真优化直升机带电作业吊篮的方法及系统，该方法包括：对当前吊篮进行带电作业试验，获取当前吊篮的易放电位置；采用静电场仿真，获取当前吊篮模型的绝缘薄弱点；对当前吊篮的易放电位置以及当前吊篮模型的绝缘薄弱点进行对比，确定当前吊篮电场集中的位置；基于当前吊篮电场集中的位置，采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化。本发明通过采用圆弧化方式或设置均压环的方式，对当前吊篮模型进行结构优化，减少了尖端设计，使得电场分布更加均匀，以防出现尖端放电，使得作业人员可安全运送至导线处，对线路进行检修维护工作，降低了直升机带电作业对象线路造成的风险。

技术研发人员：姚修远,丁玉剑,苏宇,邱志慧,马杨,李帅,李磊
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15