750 kV直线塔整串绝缘子带电更换方法
2012-10-16闫士涛何宇石岩龙
闫士涛，何宇，石岩龙
（陕西西安输变电运行公司，陕西西安710004）
750 kV电网在西北地区联网后，作为大电网的骨干网架，不可能频繁地停电，否则会增加线损和电能的损耗。频繁停电也增加了调度部门调整潮流分布的难度，容易产生窝电现象，对西北电力外送带来不利影响[1]。面对这样的形势，对各运行维护单位的运维质量就提出了很高的要求，尤其在处理一些线路缺陷时就应大力开展带电作业，减少停电时间，提高线路设备的可靠性。
1 国内带电作业开展情况
带电作业技术在中国的发展已有50多年的历史。从20世纪50年代开始就进行了相应的探索和研究，目前国家电网公司系统已经能够在10～500 kV电压等级的各类输、变、配电设备上熟练开展各类带电作业，并在750 kV、1 000 kV、±660 kV输电设备上开展了部分带电作业的探索和研究，但尚未形成成熟系统的带电作业方法，大量的作业方法仍处于探索阶段[2-3]。
通过带电作业的广泛开展，已形成了很好的社会和经济效益。据国家电网公司统计，2010年公司所属系统共开展220 kV及以上电压带电作业14 764次，少损累计电量887 972万kW·h；其中500 kV线路带电作业3 381次，少损累计电量518 664.173万kW·h。
2 超高压线路（330~500 kV）绝缘子更换的基本方法
2.1 带电更换300 kV及以上悬垂单串绝缘子（300 kV和500 kV分别采用地电位和等电位方式）
地电位作业更换330 kV悬垂单串作业时，采用卡具、紧线丝杠、绝缘拉板、双分裂吊线钩提升导线，利用安装在操作杆上的取销器和碗头扶正器，完成取弹簧销及装脱碗头工作，通过绝缘滑车组完成新旧绝缘子串的传递更换。
等电位作业法更换500 kV单串悬垂绝缘子，通常采用地电位与等电位配合的方法进行更换。主要工具有卡具、紧线丝杠、绝缘拉板、直线四钩卡等。在地电位电工和等电位电工的相互配合下，完成导线提升、绝缘子的传递更换。应特别注意等电位电工进入电场方式的确定，对紧凑型铁塔要演算组合间隙，保证等电位人员的安全距离[2-3]。
2.2 带电更换330 kV及以上悬垂双串绝缘子（一般使用等电位作业方法）
330 kV悬垂双串绝缘子的带电更换方法，可以采用带电更换330 kV悬垂单串绝缘子的作业工具，以等电位作业方法进行，只是在更换单挂点的330 kV悬垂双串绝缘子时，应注意用绳索（或专用工具）固定非更换串侧的二联板挂点，防止二联板倾斜因绝缘子串自重倾斜，给装、脱横担侧绝缘子串造成困难。
500 kV悬垂双串绝缘子采用大刀卡具等电位作业法进行更换，作业时将吊线工具安装在待更换的绝缘子串一侧，大刀卡具安装在导线侧与绝缘子串相连的二联板处，紧线丝杠安装在同一侧横担的预留孔处，通过绝缘拉板与大刀卡具相连。当收紧丝杠时，通过大刀卡具的杠杆作用，将待更换绝缘子串的荷载转移到吊线工具上，再对绝缘子进行更换[4]。
3 750 kV带电更换直线塔整串绝缘子的技术准备
750 kV直线塔绝缘子串主要采用瓷质绝缘子单、双串；复合绝缘子单、双串4种形式，导线普遍采用了6分裂导线。线路直线绝缘子串典型组装如图1、图2所示。
根据现场勘查及技术分析，750 kV带电更换直线塔绝缘子应结合500 kV绝缘子更换的方法采用等电位与地电位相结合的方式进行。
为安全完成更换工作，在检修前通过多次实验，设计完成了整套750更换绝缘子用横担卡、液压丝杆、绝缘拉板（如图3所示）。由于6分裂吊线卡及到导线侧卡具尚未研制，检修人员根据750 kV线路6分裂导线联板的特点，完成了螺栓式联板的制作[5-7]。
4 现场更换绝缘子的典型操作方法
4.1 人员配置
图1 复合双串绝缘子典型组装图Fig.1 Composite insulator string of double the typical assembly drawing
图2 瓷质双串绝缘子典型组装图Fig.2 Porcelain insulator string of double the typical assembly drawing
工作负责人1人；高空安全监护1人；地电位电工2人（1、3号电工）；等电位电工1人（2号电工）；地面电工6人。
4.2 作业步骤
1）1号、2号、3号电工依次登塔，并挂好绝缘传递绳等，做好2号电工进入强电场的准备。
图3 现场作业用工器具Fig.3 On-site labor appliances
2）在地面电工的配合下，2号电工采用“吊篮法”，进入750 kV等电位（如图4所示）。当2号电工离导线1 m处时，应匀速进入，2号电工通过电位转移棒完成等电位过程。（注意：等电位电工进入强电场后，只采用后备保护绳，不使用个人安全带）[5-7]。
图4 吊篮法进入750 kV等电位Fig.4 Hanging basket put into law into 750 kV
3）1号、2号电工相互配合，将绝缘子传递绳挂在合适的位置处，做好工具起吊前的准备。（注意：上、中、下三相工作时，滑车挂点各有不同，应根据塔形结构及工作安排及时调整悬挂点，如图5所示，保证工作能够便捷、安全进行）。
4）地面电工将保护绳、液压丝杠、绝缘拉板、横担卡、联板卡等依次起吊，由塔上电工配合进行安装。
5）地电位电工收紧液压丝杠，待装置稍稍受力后，立即对各连接点进行受力情况。检查合格后再次收紧丝杠，使待更换绝缘子松弛，等电位电工拆除碗头挂板，使绝缘子串与导线脱离。
图5 典型干字型塔悬挂点示意Fig.5 Typical dry fonts tower for hanging point
6）地电位电工将传递绳牢固绑扎在待更换绝缘子上，与地面电工相互配合，提升绝缘子，并及时脱开球头挂环，与地面配合将绝缘子放至地面（如图6所示）。
7）地面电工将新绝缘子传递至绝缘子悬挂位置，由地电位电工恢复新绝缘子与球头挂环的连接。
8）地面电工松出绝缘子串传递绳，使绝缘子自然垂直，等电位电工重新恢复碗头挂板与绝缘子的连接（如图7所示）。
9）地电位电工和等电位电工相互配合拆除吊线工具，并传递至地面。
10）等电位电工采用“吊篮法”脱离等电位，作业人员依次下塔。
11）按带电作业现场标准化流程进行工作终结[7-8]。
5 操作中面临的问题及改进
5.1 作业过程中悬挂点的选择
图6 待更换绝缘子拆除Fig.6 To replace insulator demolished
图7 新绝缘子安装完成Fig.7 New insulator installation is complete
根据现场勘查，750 kV同塔双回输电线路直线塔进行本类作业，高空人员的滑车悬挂点有2种选择：一是将横担头塔材作为悬挂点，各类工具到位后，需靠高空人员人力将工具提升一段距离后方能安装到位，但考虑到750 kV等级的操作工具体型和质量均很大，已超出人力范围，故不采用。二是将悬挂点选在更换相的上相，就解决了悬挂点低的问题，但由于双回路为上、中、下三相设计，且中相横担较上相和下相横担长。所以传递绳在起吊过程中不可避免的要从塔材间隙处穿过，起吊难度大，安全风险高。
为解决此类问题，应结合横担结构特点，研究制造相应的悬挂点辅助工具，并对现有滑车进行相应的改进，使高空作业更加顺利。
5.2 6分裂导线提线方式的改进
750 kV全部采用6分裂导线形式，根据更换绝缘子的工作安排和联板的结构，本次在联板与绝缘拉板之间采用了螺栓式连接。
现场发现如需开展其他金具的检修更换、线夹检查等工作时，该类连接将不适用，同时结合500 kV线路检修的成熟经验，采用6分裂导线提线器将解决以上一系列问题，同时6分裂导线提线器作为检修中必不可少和非常实用的工具，也应尽快加工、制作。
6 结语
1）本次绝缘子的更换作业是在330 kV及500 kV带电作业成熟经验的基础上，结合750 kV线路的实际特点，通过研制相应等级的带电作业工器具，并在现场不断实践的基础上组织完成的，标志着750 kV带电作业水平有了很大的提升。
2）检修用工器具按照本次工作设计、制造，尚未实现检修工具的模块化、通用化。通过本次实践为同类型工作的工器具研制提供了很好的借鉴。
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