基于地电位更换220 kV耐张合成绝缘子方法研究

贺振江，凌志勇，肖云，刘运根，肖运军

(国网湖南省电力公司株洲供电分公司，湖南株洲410082)

基于地电位更换220 kV耐张合成绝缘子方法研究

Tool development and operation method of replacing 220 kV tension synthetic insulator based on ground potential

贺振江，凌志勇，肖云，刘运根，肖运军

(国网湖南省电力公司株洲供电分公司，湖南株洲410082)

本文研究了基于地电位更换220 kV输电线路耐张合成绝缘子作业方法，该作业方法方法不仅能成功的解决更换220 kV输电线路耐张合成绝缘子作业过程中工作强度大、工序复杂、安全稳定运行压力大等难题，还能提高带电作业的安全性和实用性。

220 kV输电线路；耐张；合成绝缘子；地电位；带电作业

对于更换220 kV输电线路耐张合成绝缘子的作业，迫切需要探索出避开直接进入强电磁场环境作业的作业方式及作业工具，等电位作业虽然能够满足作业的一般要求，但其无法避开人体直接接触的强电磁场环境，因组合间隙难以控制而存在较大的安全风险。随着社会进步、经济建设速度加快，电力客户对电力部门提供优质、可靠地供电要求越来越高，所以停电作业也存在局限性。地电位作业的方式不仅降低了人体直接接触的强电磁环境，同时能满足保证电网安全稳定运行的一般要求，是值得探索和研究的方向。

地电位更换220 kV耐张合成绝缘子的作业方法目前在国内还处在摸索阶段，还没有一种专门针对地电位更换耐张合成绝缘子的新型工具，对于攻克带电作业的难点项目、推进带电作业事业的发展、维护电网的安全稳定运行有着重要的意义。

1 作业方法选定

220 kV耐张合成绝缘子更换作业有停电取除、等电位带电更换、地电位作业法更换共3种，有如下特点:

1)停电取除:影响输网供电可靠性，作业复杂，变电站操作增加，存在误操作的风险，同时影响经济效益。

2)等电位带电更换:作业人员进入电场时组合间隙难以控制，增加了等电位作业人员的安全风险，作业方法复杂，作业人员劳动强度大。

3)地电位作业法更换:可以保障电网的安全稳定运行，减少停电更换带来的经济损失和社会影响，还可以降低等电位更换作业给作业人员带来的安全风险和劳动强度。

经过对上述3种作业方法的综合分析比选，地电位更换耐张合成绝缘子作业方法较其他2种作业方法在安全性、经济性和实用性等方面都有着明显的优势，是带电作业更换220 kV输电线路耐张合成绝缘子作业的理想方法。

2 地电位作业法技术难点分析

通过以往进行更换耐张绝缘子的经验及综合对地电位作业方法的分析，地电位更换220 kV输电线路耐张合成绝缘子进行作业时存在以下几方面的技术难点:

1)由于作业人员所处的位置为地电位，即人员处于杆 (塔)横担侧，作业人员不能像等电位作业时那样人员可直接对设备进行操作，此时，存在导线侧绝缘子脱离及复位难度大；

2)由于施工不规范及输电线路运行过程中电动力的作用等导致导线侧碗头方位不确定，没有与之配套的耐张绝缘子拔销装置导致拔销难度较大；

3)没有一种地电位更换220 kV耐张合成绝缘子专用的托瓶架，给绝缘子的脱离及下放造成较大困难。

针对以上技术难点，必须设计出一套新型卡具、耐张绝缘子拔销装置及绝缘子托架，以解决耐张合成绝缘子无法脱离、下放、复位及弹簧销难以拔出、复位的技术难题。

3 工器具组成及原理

文中基于地电位更换220 kV耐张合成绝缘子的工具组成及主体结构如图1，2所示。组装时，将后卡4用螺栓固定在横担侧连板5上，然后将图2所示的绝缘子托架安装在绝缘拉板2上，然后将紧线丝杆3与绝缘拉板2连接再与前卡1连接分别用螺栓固定，将1—3连接件伸出并卡在导线侧连板6上 (期间操作可借助绝缘操作杆及辅助件完成)，再将1—3连接件固定于后卡4的紧线丝杆卧槽内。

对工具进行组装后，通过左右摇动紧线丝杆棘轮操纵杆，使棘轮旋转带动叉形丝杆作向导线侧方向及相反方向作伸缩运动，再通过绝缘拉板将紧固力传递至导线侧连板，从而使导线及绝缘子达到收紧与松弛的目的。

图1 主体结构组装图

图2 绝缘子托架结构图

4 作业方法及流程

带电更换220 kV双串耐张合成绝缘子采用地电位作业方法，作业时分别将新制工具的前后卡具卡住绝缘子串两侧连板，通过丝杆和绝缘拉板收紧导线，使绝缘子串松弛利用绝缘托架将其脱离进行更换〔3〕。作业步骤:

1)按照带电作业标准化作业流程完成准备工作。作业前培训，站队 “三交”。

2)1号电工携带传递绳、滑车，登杆 (塔)至作业横担上方位置，系好安全带，挂好滑车及传递绳，2号电工携带后卡登杆 (塔)至作业横担位置。

3)地面电工将组装好的前卡、丝杆、绝缘拉板、绝缘托架、绝缘操作杆，按照操作顺序逐件传递至杆塔上，2号电工负责传递给1号电工。

4)杆上1号电工先将后卡固定在横担侧三角连板上，然后1号电工持绝缘拉板后端利用绝缘绳索与地面电工相互配合将组装好的前卡固定在导线侧的方联板上，同时将丝杆放入后卡相应位置。

5)1号电工收紧紧线丝杆，让导线受力，使绝缘子松弛。

6)杆上1号电工使用绝缘绳索将待更换绝缘子后端金属部分绑扎牢固，使用地电位拔销钳将横担侧碗头内弹簧销拔出，然后杆上1号电工使用耐张绝缘子拔销装置，杆上2号电工使用操作附件辅助将导线侧碗头内弹簧销拔出，2号电工使用绝缘托架将合成绝缘子托住与1号电工相互配合将待更换合成绝缘子脱离，在地面人员配合下将绝缘子下放至地面。

7)安装新绝缘子时，地面配合人员将新装绝缘子起吊至适当位置，2号电工使用绝缘托架将绝缘子托住，与1号电工相互配合将合成绝缘子装入导线侧碗头内，之后1号电工将合成绝缘子装入横担侧碗头内同时将弹簧销装上，1号电工放松紧线丝杆，使导线松弛绝缘子受力，1，2号电工相互配合依次拆除前卡及拉板、后卡，然后1号电工将弹簧销加装至导线侧碗头内，最后地面电工配合杆上电工将作业工具依次下放至地面。

5 使用效果

2013年至2014年前后分别应用新工具在株洲220 kV叶王Ⅱ线042号耐张塔、株洲220 kV株叶Ⅰ线001号耐张塔等现场对耐张合成绝缘子串进行了更换作业，现场试用表明新型工具完全满足地电位进行220 kV耐张双串合成绝缘子的更换作业，不仅操作简单、安全可靠，同时降低了作业人员的劳动强度、减少了作业时间。

6 结语

依据往年检修计划，株洲供电分公司每年需要更换220 kV耐张双串合成绝缘子60多处，若按照平均每次作业2 h，即可减少停电时间120 h，经济效益明显。

带电消除输电线路故障，提高了输电线路的可靠性，同时也保障了系统的安全稳定运行，减少了停电时间，产生了较大的社会效益。

采用新型研发的工器具进行地电位作业法更换220 kV耐张双串合成绝缘子成功解决了输电线路耐张杆故障合成绝缘子的带电检修难题，不仅保障了输电网的供电可靠性，同时避免了等电位作业人员直接进入电场，减轻了劳动强度，提高了作业的安全性。

〔1〕中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T18037—2008带电作业工具技术要求与设计导则〔S〕.北京:中国标准出版社，2008.

〔2〕中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T463—2006带电作业用绝缘子卡具〔S〕.北京:中国电力出版社，2007.

〔3〕冯振波.输电线路带电作业〔M〕.北京:中国电力出版社，2010:137-142.

〔4〕成大先.机械设计手册〔M〕.北京:化学工业出版社，2008 (第5版):1-10，38.

〔5〕李如虎.带电作业实用力学〔M〕.北京:中国电力出版社，2011:30-75.

图5 固定式交流融冰装置及融冰效果

2013年以来国网湖南省电力公司分别在邵阳、郴州、衡阳、常德等地区投入运行了8套农配网固定式直流融冰装置，装置运行良好，融冰效率高，在农配网抗冰保网中发挥了重要作用。

5 结论

农配网线路的防冰工作长期以来主要采人工除冰的方式，除冰工作效率低、人员劳动强度大，使得农配网线路抵御雨雪冰冻灾害的能力较弱，难以保证用户供电的可靠性。文中通过比较配网交直流融冰的特点，提出了一种用于配网融冰的固定式交流融冰装置，极大地减小了配网除冰的工作量，提高了配网应对冰雪灾害的能力，确保高寒山区配网安全稳定运行。并通过试点工程应用，证实了这种方法的实用性，在高寒山区配网防冰中进行推广使用，具有重要的工程应用价值。

参 考 文 献

〔1〕谭艳军，陆佳政，方针，等.基于调压整流的配网线路直流融冰方法及其装置研究〔J〕.电力系统保护与控制，2011，39 (10):126-129.

〔2〕杨晴，王骏.国内外抗冰融冰技术综述研究〔J〕.云南电力技术，2008，36(4):35-38.

〔3〕吴光强.浙江省配电网防灾措施技术研究〔D〕.杭州:浙江大学，2011.

〔4〕谭艳军，黄华峰，李波，等.农配网直流融冰装置及其应用〔J〕.湖南电力，2013，33(6):20-23.

〔5〕中国国家标准化委员会.GB/T 6451—2008油浸式电力变压器技术参数和要求〔S〕.北京:中国标准出版社，2008.

TM755

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1008-0198(2015)06-0053-03

10.3969/j.issn.1008-0198.2015.06.014

2014-11-13 改回日期:2015-10-22