110 ～500 kV 输电线路带电作业新方法研究及新工具研制

2013-11-25刘夏清龚政雄牛捷

湖南电力 2013年2期

刘夏清，龚政雄，牛捷

(国网湖南省电力公司带电作业中心，湖南长沙410007)

目前110 ～500 kV 输电线路在带电作业过程中，由于大量新型杆塔的应用，许多带电作业项目无法顺利开展，给带电作业带来新的挑战和难题〔1-5〕。以往的工具不能满足在新型设备上开展带电作业的要求，而经济的发展对供电可靠性的要求不断提高，特别是110 ～500 kV 线路供电量大、停电困难，急需更新带电作业方法和工具，适应新形势的需要〔6-10〕。

为此，针对110 ～500 kV 同塔多回输电线路带电作业相关技术问题，提出新的作业方法，研制相关配套作业工具。

1 110 kV 耐张塔带电支开跳线新方法

110 kV 同塔多回输电线路耐张塔受跳线的影响，导致带电作业无法正常开展。研究110 kV 同塔多回输电线路耐张塔带电支开跳线新方法，基本原理为利用特制的110 kV 绝缘扒杆将耐张塔作业点上方的跳线支开，使跳线尽量与横担保持水平，保证跳线与下层横担之间的距离满足带电作业要求，从而增大带电作业安全距离，为带电作业开展创造条件。

特制的110 kV 绝缘扒杆如图1 所示，其基本结构由主吊杆、主扒杆、支撑架、手摇绞磨、绝缘防潮吊绳和保险支杆组成。其中主吊杆由前后段组成，中间用铝合金管及螺栓连接，下接跳线挂钩，主要用于支开跳线。主扒杆亦由前后段组成，中间用铝合金管及螺栓连接，下接主吊杆。主扒杆利用2 个支撑架固定在铁塔横担上，前端部分伸出横担，位于跳线正上方，主要用于安装手摇绞磨及固定主吊杆。支撑架包括扒杆前支撑架、上支撑架、中支撑架，其中扒杆前支撑架用于把扒杆固定在铁塔横担上，上支撑架、中支撑架用于支撑绝缘防潮吊绳，并起吊绳转向作用。手摇绞磨由卡具安装在扒杆后段位置，主要用于牵引绝缘防潮吊绳。绝缘防潮吊绳通过支撑架的传动，拉动主吊杆旋转，从而带动主吊杆跳线吊钩，支开跳线。保险支杆由绝缘操作杆及卡具组成，当跳线支成水平后，用其卡住跳线，不使其下坠，相当于二次保险。

操作时主吊杆利用支撑架固定在铁塔上，杆长保证安全距离要求。吊杆上安装跳线吊钩，用来牢固扣紧导线，通过手摇绞磨将主扒杆旋转一定角度，尽量使之与主吊杆保持水平，从而使跳线支开。支开跳线后，锁紧绝缘扒杆，并使用保险支杆进行二次保险支撑，防止跳线下坠。110 kV 绝缘扒杆工作负荷为155 N，安全系数k≥4，操作简单，安全可靠。

2 带电更换220 kV 输电线路双分裂导线单串直线绝缘子新工具

传统等电位更换220 kV 分裂导线绝缘子具有操作繁琐，不同规格卡具不通用等缺点〔10〕。研制的带电更换220 kV 输电线路双分裂导线单串直线绝缘子新工具，如图2 所示。新的工器具由横担卡、联板卡、卡具钩、导线钩、2 根丝杆和2 块绝缘拉板组成。横担卡Ⅰ分为左右2 件，分别放置于横担角钢上，用螺栓紧固，顶住角钢以防止卡具受力后翻转。横担卡Ⅱ分为主体和垫块，主体和垫块用螺栓联接放置于横担包板上，与联板卡配套使用。横担卡与联板卡之间用丝杆传动机构及绝缘拉板联接。丝杆传动机构采用梯形螺纹丝杆，包括小丝杆、手把组件、中丝筒、转动套及棘轮，主要适用于加强型横担、拉门塔及双(多)回路线路杆塔。联板卡由2 块三角形的铝合金铸件通过螺栓连接，一边用螺栓连接绝缘拉板，另一边连接卡具钩，中间留有卡住联板的间隙，主要用于起吊双分裂导线和固定导线联板。卡具钩由钩体和拨环组件组成，使用时拉动拨环组件使弹簧压缩，实现对拉板长度的调节。钩头放置于联板卡侧，用来连接横担卡与联板卡。导线钩亦由钩体和拨环组件组成，使用时拉动拨环组件使弹簧压缩，实现对拉板的调节。

实际操作时，使用横担卡Ⅰ/横担卡Ⅱ、联板卡、联板挂钩、2 根丝杆、2 块绝缘拉板组合提升绝缘子。地电位操作人员利用绝缘操作杆上的拔销钳拔出导线端的弹簧销，横担侧人员用吊绳系好绝缘子，拔出横担侧弹簧销，与地面人员配合将旧绝缘子放至地面。地面人员起吊新绝缘子至杆上，杆上2 人相互配合安装好新绝缘子，装好弹簧销。新工具的工作负荷为30 kN，安全系数k≥2.5，操作方便、安全可靠。

3 220 kV 线路进入地电位与等电位作业点新方法及工具

采用绝缘旋转摆梯进入地电位与等电位作业点是一种进入电场作业的新方法，解决110 ～220 kV多回路钢管杆进入作业点的难题。配套研制的绝缘旋转摆梯由绝缘梯、转动装置、连接架、抱环底座组成，如图3 所示:绝缘梯分2 节，包括绝缘部分、扣环、金属接头。绝缘部分材料为环氧树脂。扣环主要用于连接摆梯斜拉绳，2 节绝缘梯连接部分为金属接头，金属部分材质为45 号钢。摆梯与钢管杆身连接部分采用抱环式底座，安装简单。转动装置包括夹板、转轴、U 形卡箍和转动架，前端连接抱环，后端连接转动架。夹板分为上、下2块，二者后部通过转轴连接成一体。U 形卡箍设置在转轴上，其绕转时绝缘梯也随之旋转。连接架固定在绝缘梯上，用于连接转动装置。抱环底座采用链条式，安装在钢管杆上，是绝缘摆梯与钢管杆的主要固定装置。

安装绝缘摆梯时，首先在地面组装好各零部件，在绝缘梯上挂好斜拉绳。作业人员登杆至合适位置，打好无极绳，安装好抱环的底座及旋转装置。地面人员将组装好的旋转摆梯吊至合适位置，分别连接好抱环的底座和旋转装置。待绝缘梯缓慢放至水平位置后，将斜拉绳固定在作业点上方的底座扣环上。考虑中相横担与上相导线距离以及人体活动范围，等电位与地电位均采用绝缘旋转摆梯进入强电场，故在相应位置安装2 套摆梯，作业人员沿摆梯进入强电场进行绝缘子的更换。绝缘摆梯工作负荷为1 kN，安全系数k≥4，安装简单，通用性强，大大提高了工作效率。

4 带电更换500 kV 输电线路直线绝缘子新工具

带电更换500 kV 输电线路直线绝缘子新工具如图4 所示，由横担卡具、上丝杆、芳纶绝缘绳、提线钩、下丝杆组成。该工具基于原硬质绝缘吊杆(板)法更换绝缘子的作业原理，采用芳纶绝缘绳替代硬质绝缘吊线杆(板)作为承力工具，上丝杆与横担卡相连卡在横担的主材或挂线点槽钢上，下丝杆设在导线提线钩上，通过上下丝杠连接芳纶绝缘绳。工具中使用芳纶绝缘绳替代传统绝缘吊线杆(板)，在导线侧提线钩上加装丝杆，很好地解决芳纶绝缘绳伸长率的问题。

具体操作时，地面电工将丝杆、绝缘摆梯(吊篮)、芳纶绝缘绳等工器具先后传递至塔上，地电位人员收紧上丝杆，使芳纶绝缘绳受力。等电位人员在导线侧同时收紧下丝杆，有效地消除芳纶绝缘绳伸长部分的长度，从而将导线的垂直荷重转移到芳纶绝缘绳上，使绝缘子串松弛。等电位电工将绝缘子导线侧弹簧销子拔出，摘开碗头。地电位电工摘开与横担连接的球头挂环，在等电位电工的配合下将绝缘子串放至地面，起吊新的绝缘子并安装好。该工器具工作负荷为40 kN，安全系数k≥3，操作简单轻便，便于携带和运输，可提高带电作业安全性和实用性。

5 现场应用与效益分析

新方法和工器具分别在110 kV 红猴书线027号、220 kV 鹤九Ⅱ线23 号、220 kV 叶王Ⅱ线32号与52 号、220 kV 空王Ⅱ线25 号与53 号、220 kV 云桂Ⅰ线30 号、500 kV 船星Ⅰ线、岗艾线398号进行了现场应用，应用结果表明该方法与工具的使用达到预期目标，顺利完成带电作业任务。

文章提出的新方法和工器具解决当前110 ～500 kV 输电线路带电作业方面的难题。该研究成果的推广将大幅增加带电作业范围，大大减少线路停电检修时间，提高供电可靠性，因而可以获得巨大的经济效益，表1 所示为成果推广后的经济效益分析。