110 kV同塔多回线路带电作业技术研究

杨益

(云南电网有限责任公司带电作业分公司，昆明 650051)

110 kV同塔多回线路带电作业技术研究

杨益

(云南电网有限责任公司带电作业分公司，昆明 650051)

针对110 kV钢管塔圆 (或方)横担结构的同塔多回线路上带电更换悬垂绝缘子串困难的现状，分析了带电更换110 kV同塔多回线路直线塔悬垂绝缘子串作业时主要影响因素，提出了进入作业电场的方式和使用的工具，并确定了该方法下应遵守的最小安全距离要求，研制了横担侧金属卡具，指出了作业中应注意的问题。

110 kV同塔多回线路；钢管塔结构；圆 (或方)横担；悬垂绝缘子串；带电作业；

0 前言

城郊区域110 kV线路更多采用同塔多回钢管塔圆 (或方)横担设计，其特殊结构给带电检修带来许多困难，影响了对此类线路的安全运行维护，开展相应带电作业技术研究很有必要。当前针对110 kV同塔多回线路带电作业技术已有许多研究[1-8]，但研究仅限于铁塔塔型和角钢横担结构类，对于钢管塔圆 (或方)横担结构的110 kV同塔多回线路带电作业技术研究较少。以下针对作业难度较大的带电更换直线塔悬垂绝缘子串工作进行研究。

1 影响带电作业的因素

同塔双回与同塔四回线路是其典型代表，导线采用垂直排列方式，与带电作业技术相关的塔头结构见图1、图2。带电更换悬垂绝缘子串时主要难点集中在进入电场方式和承力工具安装两个方面。

图1 110 kV同塔双回线路塔头

图2 110 kV同塔四回线路塔头

1.1 导线空间电场布局影响

导线空间布局直接影响作业人员进入电场的方式，作业时要保持对带电体和邻相导线的最小电气安全距离、相地或相间构成的最小组合间隙才能确保人身安全[9]。带电作业时必需满足规程规定[10]。

1.1.1 同塔双回直线塔导线布局

上相导线空间布局见图3，横担长度2 500 mm，设计一般采用型号XWP3-70结构高度为146 mm的瓷质悬垂绝缘子[11-12]，整串绝缘子及连接金具总长为1 600 mm。

图3 同塔双回直线塔上相导线空间布局

以绝缘子串悬垂线夹为作业参照点，按上、下、左、右四个方向选择人员进入该电场位置，技术分析比较见表1。由表1可知，作业人员进入电场的最好方式是由塔身借助绝缘平梯沿水平方向自右侧进入作业点，进入电场示意见图3。当人员处于悬垂线夹位置时，考虑要更换的绝缘子串长应小于1.6 m，以损坏一片绝缘子146 mm计，绝缘子串绝缘长度降至1 454 mm，减去规定的相地安全距离1 m后，人员占有空间尺寸最大为454 mm，此时的体姿要求对人员作业难度较大不便于作业，因此线夹处不是人员作业的理想位置。人员置于绝缘平梯某一位置以中间电位法作业的技术要求分析如下：

表1 人员进入上相导线悬垂线夹处电场的路径选择比较

根据图3设计结构，导线布局对带电作业的技术要求为：按作业人员坐恣 (或蹲恣)身高1 m计，其处于横担与导线间要满足规定的组合间隙1.2 m时，距离线夹中心处需要0.6 m才能保证中间电位人员的人身安全；扣除作业人员体宽0.5 m计，绝缘平梯最小有效绝缘长度为2 m满足规定；使用的绝缘操作杆最小有效绝缘长度参照绝缘梯距线夹中心0.6 m加0.3 m的活动余地[10]确定为0.9 m。

1.1.2 同塔四回直线塔导线布局

上相导线空间布局见图4。所用绝缘子型号及数量与同塔双回线路相同，绝缘子串及连接金具总长为1.6 m，水平方向相邻两回导线间距离为4 m。当人员自右侧水平进至位置三 (悬垂线夹)时，参照上节同塔双回线路人员在该位置的分析可以得出：悬垂线夹处不是人员作业的理想位置。

图4 同塔双回直线塔上相导线空间布局

人员置于L型绝缘折叠梯水平段某一位置以中间电位法作业的技术要求分析如下：

根据图4设计结构，导线电场布局对带电作业的技术要求为：参照上节同塔双回导线电场布局分析结果，绝缘梯水平段上作业人员距离线夹中心水平距离为0.6 m，使用的绝缘操作杆最小有效绝缘长度为0.9 m。

1.2 横担结构影响

横担与绝缘子串连接部件较少，采用常规角钢直线塔横担侧金属卡具不能满足作业要求。由于更换绝缘子串时导线侧固定装置可采用现有导线钩卡，只需研制横担侧新卡具即可。从工具安装简便、承力可靠和通用性好等因素考虑，确定设计采用横担包围式卡具结构。

2 作业技术研究

2.1 作业方法

作业方法由作业人员进入电场方式及所使用工器具决定。根据同塔多回线路导线的空间布局，结合前文分析，推荐更换不同相的悬垂绝缘子串作业方法，带电更换110 kV同塔多回线路直线绝缘子串作业方法主要以中间电位绝缘操作杆法为主。当下相导线下方无其它线路等障碍时可采用等电位法作业，人员电位转移及作业中应满足规定[10]。由前文分析可知，L型绝缘折叠梯在横担侧挂点位置选择距离待更换悬垂绝缘子串挂点2 m～2.2 m处较为合适。

2.2 更换工具研制

更换同塔多回线路悬垂绝缘子串使用的工器具主要包括横担侧与导线侧金属卡具、丝杠、绝缘拉板 (或杆)。根据横担和连接金具设计要求，除需开发横担侧金属卡具外，其余工具均可采用现有工具代替[1-8]。

2.2.1 圆横担侧卡具

分析圆横担结构，选择线路最大典型载荷确定卡具设计荷重，卡具设计见图5，采用主体链条式结构。与圆横担接触部分的主体上有三种调整垫块，可以适应不同直径的圆横担；一端固定于卡具主体上的金属链条绕过横担后紧系于主体上螺杆中；与绝缘拉板连接的金属丝杆置于间距为640 mm卡具主体上。卡具采用LC4铝合金材料制作，主要技术参数见表3。

图5 圆横担卡具结构

由于圆横担卡具为主体与调整块间三种组合结构的三用卡，其内部所受应力在φ160 mm圆管组合状态时最大。

2.2.2 方横担侧卡具

分析方横担结构，选择线路最大典型载荷确定卡具设计荷重，卡具设计见图6，采用主体金属直杆式结构。位于卡具主体上的两根金属直杆根据横担宽度可进行调节，尺寸变化在80 mm～250 mm间，可适应不同横担宽度。与绝缘拉板连接的金属丝杆置于两端间距离为450 mm的主体上。卡具采用LC4铝合金材料制作，设计额定工作荷载为50 kN。

图6 方横担卡具结构

2.3 作业重点注意事项

带电更换110 kV同塔多回钢管塔线路直线绝缘子串作业除需按现有规定[9]进行现场勘查、制定作业指导书、准备作业工器具等工作外，还应注意以下问题：

1)安全距离[10]是保证带电作业安全实施的前提。由于空气间隙和绝缘工具的电气击穿特性与海拔高度和大气条件关系明显[13]，在海拔超过1 000 m不同大气条件下对同塔多回线路作业时应按标准[14-16]进行安全距离的修正提高，以确保作业安全。

2)由于横担结构的特殊性，应做好塔上电工的后备保护措施。保护绳一端系于电工身上，另一端系于塔上牢固构件上。当横担电工需要跨越内侧线路绝缘子串挂点至外侧线路时，应保证双脚不会发生可能因短接绝缘子串空气间隙而发生触电的危险。

3)推荐塔上作业电工人数至少为3名。

4)作业前应对待更换绝缘子串进行零值检查，当良好绝缘子片数少于5片时取消此次作业[10]。

5)解脱绝缘子串前应重点检查横担侧卡具受力均匀、安装稳固并确认承力工具各连接点连接良好，并经冲击试验确定绝缘子串载荷已转移至承力工具后方可解脱绝缘子。

3 结束语

本文根据国内110 kV同塔多回钢管塔线路设计资料，分析了影响带电更换悬垂绝缘子串的主要因素、研究了作业技术、开发了承力卡具并进行了现场验证，采用本方法与研制的工具可以实现带电更换110 kV同塔多回钢管塔圆 (或方)横担结构线路悬垂绝缘子串工作并具有推广价值和应用前景。

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[2] 孙兵，李文和，李军田.地电位更换110 kV线路小间隙双回路耐张塔绝缘子串 [J].电力技术，2009，81(11)：28-33.

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[5] 吴志成.110 kV双回直线塔中相绝缘子的带电更换 [J] .供用电，2009.26(1)：62-64.

[6] 杨勇.带电更换110 kV～220 kV直线双串绝缘子的方法[J].云南电力技术，2006.34(1)：45-46.

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[15] GB/T 20635_2006特殊环境条件高压用高压电器的技术要求 [S].2006.

[16] IEC 60694-2002高压开关设备和控制设备常用规范 [S] .2002.

Research on Suspension Insulator String Live Replacement Technology in SameTower for 110 kV Steel Tower Structure

YANG Yi
(Electrified Live Operation Branch，Yunnan Power Grid Co.Ltd.，Kunming 650051，China)

For the current extensive use of 110 kV steel tower circle(or square)in the city tower cross arm structure with multiple back line Live more difficult to replace the suspension insulator string when the status quo，with the existing live working technology standards，the analysis of Live Replacement when the same tower base 110 kV line straight back to work tower suspension insulator strings of the main factors，the system proposed methods and tools into the work field and to determine the minimum safe distance requirements to be observed in this method，developed at the same time cross arm side of the metal fixtures，highlighted the work should pay attention to the problem and to develop preventive measures，and finally the use of research carried out on the actual line application verification.

110 kV same tower back line；steel tower structure；circle(or square)cross arm；suspension insulator string；live working

TM74

B

1006-7345(2015)06-0087-04

2015-09-06

杨益 (1966)，男，高级工程师，云南电网有限责任公司带电作业分公司，从事输电线路带电作业技术管理与研究工作 (email)635595503＠qq.com。