- 頭條新工具來了！作業效率提升50%以上，輕松帶電更換500kV線路絕緣子2020-07-26 作者：李輝、彭沙沙、徐溧、甄朝暉、向云 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語國網湖南省電力有限公司檢修公司的研究人員李輝、彭沙沙、徐溧、甄朝暉、向云，在2019年第6期《電氣技術》雜志上撰文指出（論文標題為“帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子工具研制”），隨著500kV交流緊湊型線路相繼投入運行，在其帶電作業的部分停電檢修方式、臨界距離時機械裝置代替作業人員進入電場開展帶電作業方式的研究以及帶電作業相關標準制定方面，其研究十分有限。 為此，本文通過對架空導線的垂直荷載和水平張力進行計算分析，設計了一套用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具。通過對各部分力學校核分析，證明設計方案安全可靠，可滿足作業要求。最后，成套工具在現場進行了應用，證明了工具的實用性，有效提高了作業效率。
隨著500kV交流緊湊型線路的相繼投入運行，在其帶電作業技術方面，國內研究學者進行了一定的研究。國網電力科學研究院結合工程實際進行了三峽500kV同塔雙回線路和政平—宜興500kV同塔雙回線路帶電作業技術研究，取得了一些成果。
然而在帶電作業的部分停電檢修方式、臨界距離時機械裝置代替作業人員進入電場開展帶電作業方式的研究以及帶電作業相關標準制定方面，其研究都還不夠深入和全面。此外，由于距離的影響和作業方法的限制，500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業的開展只能從事下層橫擔上的帶電檢修作業，極少開展其他作業項目。
現階段500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業的研究不夠深入，其研究成果也很難滿足緊湊型的同塔雙回輸電線路帶電作業檢修的需求。此外，500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業操作規程及相關標準還不夠完善，需要進行修訂。
同時，500kV沙坪-星城-星沙二回為我國第一條500kV同塔雙回垂直排列緊湊型線路，目前還沒有開展帶電作業，相關方法還不夠完善，通過對其開展帶電作業研究對指導我國同塔雙回垂直排列緊湊型線路具有重要意義。
為此本文通過對架空導線的垂直荷載和水平張力進行計算分析，根據分析結果，設計了一套用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具，并在作業現場應用。
1 直線塔受力分析計算（略）
500kV超高壓輸電線路帶電作業主要工作為：更換直線和耐張塔的單片或整串絕緣子，而更換作業過程中需用絕緣工具配合各種卡具、絲桿來承擔導線和金具的荷載，使絕緣子串受力松弛，以利于作業人員更換，為此對架空導線的垂直荷載和水平張力進行研究計算有重要意義，研究結果即為帶電作業工具設計提供依據，又可驗算在導線上作業的安全。
本文選取500kV鼎星Ⅱ線典型塔063#桿塔作為分析依據，導線型號為JL/G1A-300/40，計算綜合拉斷力87.74kN，單位重量為1131kg/km。
2 成套工器研制（略）
該成套工器具由絲杠、拉板、橫擔側邊卡、軟質拉繩、軟質拉繩連接頭和聯板卡具等部件構成，用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子。
2.1 橫擔側邊卡
橫擔側邊卡為7字型卡，包括圍成橫擔卡口的水平段和豎直段，水平段的外端設有插槽、豎直段內設有豎向通道，豎向通道的外壁頂部垂直布置有U型槽。水平段的外端面向下伸出形成限位臺。
豎向通道的橫截面為U型，分別布置于豎向通道的兩側壁上。豎直段和水平段的內部均鏤空以減輕自重。且豎直段的寬度自上向下逐漸減小。
圖2 橫擔側邊卡
2.2 聯板卡
聯板卡為蝶形卡具，包括托板和鉸接于托板兩端的一對夾緊組件。夾緊組件包括一對平行布置的夾板，兩夾板通過多個銷軸可拆卸連接為一體。夾板為三角型，其最短邊為夾持邊，最長邊相對頂點位置處設有套于夾持邊上的加強罩。夾板的另外兩個頂點處設有用于連接螺栓的加強孔。
聯板卡具還設有弧形托，弧形托連接于所述托板的上方、位于兩夾緊組件之間。夾緊組件、托板和弧形托均采由碳纖維制成。
圖4 聯板卡
2.3 軟質拉繩連接頭
軟質拉繩連接頭用于拉繩與上端絲桿的連接。該連接頭的結構形式如圖5所示。上部設有連接孔，可通過螺栓與絲桿連接，下部設計內空結構，通過鍥子將軟質拉繩卡住。
圖5 軟質拉繩連接頭
2.4 力學校核分析（略）
在進行絕緣子更換時，受力如圖6所示。由圖可知，緊線工具受線路垂直荷載及支點反力。對該緊線工具中主要受力部件進行力學分析后滿足要求。
圖6 緊線工具受力圖
3 現場應用
成套工具進行了現場應用，現場應用圖如圖16所示，成套工具的安裝及使用步驟如下：
- 1）將橫擔側邊卡、拉板、絲杠連接。
- 2）調節橫擔側邊卡中間的絲桿，使橫擔側邊卡卡住橫擔上平面角鋼。
- 3）將緊線絲桿連接于橫擔側邊卡豎直段的豎向通道內。
- 4）將聯板卡具一端穿過聯板的中心孔，使托板托住聯板的同時兩夾緊組件夾緊聯板。
- 5）分別將軟質拉繩的兩端與緊線絲杠及聯板卡具固定。
- 6）收緊緊線絲杠，絕緣子串松弛，使絕緣子串脫離導線側，最后完成絕緣子的更換。
圖16 現場應用圖a：安裝橫擔側邊卡及絲桿
圖16 現場應用圖b：安裝聯板卡具
圖16 現場應用圖c：連接軟質拉繩
圖16 現場應用圖d：連接軟質拉繩
從現場應用效果來看，成套工具針對帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子實用性強，大大減輕了作業人員的勞動強度，有效提高作業效率50%以上。
結論
1）選取500kV鼎星Ⅱ線典型塔063#桿塔作為分析依據，對架空導線的垂直荷載和水平張力進行計算分析，結果即為帶電作業工具設計提供依據，又可驗算在導線上作業的安全。
2）設計了一套由絲杠、拉板、橫擔側邊卡、軟質拉繩、軟質拉繩連接頭和聯板卡具等部件構成的用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具。通過對各部分力學校核分析，認為設計方案安全可靠，能夠滿足作業要求。
3）通過對研制成功的帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具進行現場應用，證明了工具具有較強的實用性，大大減輕了作業人員的勞動強度，有效提高作業效率50%以上。
