母线绝缘子不落地抢修更换技术研究

刘东华

摘 要：徐州潘家庵变电站更换母线绝缘子，不同于新建工程，抢修工程现场制约条件多，更换时间短。文章总结了潘家庵绝缘子抢修施工技术经验，可为其他工程母线绝缘子检修和更换提供参考。

关键词：母线；绝缘子；更换；变电站

1 概述

220kV潘家庵变电站于1980年建成并投运。目前220kV配电装置采用双母线带旁路接线方式，半高型布置；现有出线4回，主变2台，设专用旁路和专用母联。110kV配电装置采用双母线接线方式，半高型布置；设专用母联。35kV配电装置采用双母线接线方式。

220kV正、副、旁母均采用软母线，每条母线均由5跨母线组成，最东侧2跨为后期扩建部分。本工程更换的为220kV正母线、旁路母线的西侧三跨母线的绝缘子串，共计36串。绝缘子串为双串绝缘子串，共折合单串绝缘子串需更换72串，每串绝缘子串由14片XWP2-70的绝缘子组成。本工程更换的双串绝缘子串与双母线采用联板连接，与钢梁采取直接连接、双挂点的方式。110kV正、副母线均采用软母线，每条母线均由5跨母线组成，最东侧2跨为后期扩建部分。本工程更换的为110kV正母线、副母线的西侧三跨母线的绝缘子串，共计36串。绝缘子串为单串绝缘子串，每串绝缘子串由7片XWP2-70的绝缘子组成。本工程更换的单串绝缘子串与双母线采用联板连接，与钢梁采取直接连接、单挂点的方式。35kV正、副母线均采用软母线，每条母线均由6跨母线组成。本工程更换35kV正母线、副母线南北侧六跨母线的绝缘子串，共计72串。绝缘子串为双串绝缘子串，每串绝缘子串由3片XWP2-70的绝缘子组成。本工程更换的双串绝缘子串与双母线采用联板连接，与钢梁采取联板连接、单挂点的方式。

2 绝缘子抢修更换原因

220kV潘家庵变电站悬式绝缘子红外精确测温报告称有25%瓷绝缘子以铁帽为发热中心发热，其比正常绝缘子温度高，如图1图2。依据《带电设备红外诊断应用规范》DL/T664-2008附录B电压致热型设备缺陷诊断判据表B.1电压致热型设备缺陷，故障特征为低值绝缘子发热（绝缘电阻在10～300MΩ），为保证变电站安全运行，按规定此批绝缘子必须立即进行更换，检修公司将其列为抢修项目。

3 更换方案研究

3.1 停电计划安排

停电计划以减少停电次数、减少停电时间、作业安全为原则，即属于同一条线路的不同类型作业要尽可能安排在同一时段内进行检修，避免重复多次停电，提高供电可靠率；为尽可能地减少停电时间，必须要做好停电前的一切准备工作，在工作过程中，要严格控制工作节奏，在保证人员安全及施工质量的前提下，确保最佳工程进度。由于更换绝缘子多，更换地点多，为便于分析及施工，采用简化平面停电计划图方式研究更换绝缘子处和线路关系，标注相应停电时间，110kV间隔如图3所示，220kV和35kV間隔同样分析。

按研究结果采取母线轮停、旁母陪停，更换构架处相邻间隔陪停方式。

3.2 更换方式选择

根据现场三个电压等级的不同情况，在技术、经济性进行比较，制定不同的方案。

3.2.1 220kV场地绝缘子更换方案

220kV正母构架高20米，副母和旁母构架高10.5米，距离马路中心线17米，绝缘子串重量为151.2kg。绝缘子重量大，距离马路中心线远，构架又比较高，人员无法高空直接施工，因此采用吊车、升降车组合方式进行绝缘子拆装绝缘子。由于更换地点多，导线牵引工具应轻巧、安全，通过比对选用绞磨对绝缘子进行牵引更换。

3.2.2 110kV场地绝缘子更换方案

110kV正母构架高12.5米，副母构架高9.5米，旁母已经退役，不在本期工作内容里，绝缘子串重量为37.8kg，由于绝缘子重较轻，高空可由小抱杆协助施工人员进行绝缘子更换，人员空中采用竹梯行走，小抱杆进行绝缘子上下运输，比采用吊车更方便、经济。

3.2.3 35kV场地绝缘子更换方案

35kV构架高5米，旁母已经退役，不在本期工作内容里，绝缘子串重量为32.4kg，母线绝缘子片数少，不能进行竹梯在绝缘子下行走，因此人员采用4米高移动式脚手架上下，绝缘子上下运输采用小抱杆。

3.3 工器具选择及相关计算

3.3.1 吊车、升降车选用及计算

查吊车参数表，16吨吊车工作半径18米时，起升高度14.5米，起重重量1.55吨，通过参数比对，吊车满足要求。吊装绳使用3米1t尼龙吊绳，即能满足吊装要求，又不会对瓷瓶造成损坏。

高空作业斗车根据现场情况，可以开进间隔内，因此，测算下来最远距离7米，最高高度10米，两人工作，可直接选用臂长大于14米的升降车，有1米的余度。

3.3.2 母线牵引器具选择及计算

设计提供的梁受力张力为30kN，由于构架风化、腐蚀情况暂不清楚，因此严格控制过牵引，绞磨操作应平稳，应一次牵引到位，如一次不到位，应适当放松钢丝绳，进行位置调整使过牵距离减少，在导线紧线过程中若发生过牵引。

（1）设计放线张力计算

依据设计放线张力计算公式，代用相关参数，得到设计放线张力，如表1：

（2）设备引下线拉力产生牵引力计算

由于是运行站更换绝缘子，母线上已经安装设备连接线，此连接线由于安装时间长，螺栓基本已经无法拆除，因此需要带设备连接线更换，计算总张力前，需要算进由设备连接线重力产生的母线张力。每段母线内有三根引下线，为计算方便，将间隔内引下线全部归算到母线中间，按力分解原则，这样归算的结果是计算牵引力增大，不会影响机器安全。如下图4所示。F1=。代入数据，根据现场引下线长度和单位重量，归算至F2=104N，得到F1=2183N。

（3）三个场地总牵引力计算和1/6增长量过牵引力计算

F=设计张力+引下线产生张力，代入各场地参数计算总张力。水平张力与过牵引增量变化率的平方成反比，过牵引控制在设计弧垂下计算增长量的1/6，实际变化率为5/6，过牵引张力=放线张力/（5/6）^2，经计算得下表，经对比满足张力小于30kN的要求。如表2：

最大牵引力为27.93kN，因此，绞磨选用比较常用的3吨汽油机式，滑车选用3t单片式，参照电力建设安全工作规程中的要求，钢丝绳安全系数取4.5，经计算，钢丝绳破断拉力为SP=S×N=2479×4.5=11155.5N。选用钢丝绳（6×19+1）折减系数Ф为0.85，破断拉力总和为S0=SP/Ф=11155.5/0.85=13124.1N=13.1241kN。查实用五金手册钢丝绳参数表，选择直径为11mm（公称抗拉强度1470MPa）钢丝绳。

绞磨专人操作，牢引绳在转轮上绕5圈，双人控制尾绳，在走绳结束后应立即使用3个夹头将钢丝绳固定，防止滑动。

4 安全注意事项

（1）施工前应检查每个间隔下的母线引下线与设备之间是否有弧垂变化后向上拉伸余度。

（2）牵引绳刚受力时停下检查开口滑车是否关闭良好，固定牢固。

（3）车辆行驶路线：110kV正母线、副母线两外侧均无马路，吊车无法行驶；为防止车辆误入运行间隔、误碰运行设备，经现场实地勘察拟定了车辆行驶路线图。

（4）人员登高路径及注意事项：本次停电为部分停电，上下构架和钢梁时必须根据现场实际情况设置合理的上下通道，确保上下爬梯时的安全。由于相邻间隔存在部分带电现象，所有绳索必须及时收拢，工器具应装入专用工具袋中，严禁上下抛掷，以免造成地面作业人员和设备损伤。

（5）运行变电所内施工应按照工作票的施工范围进行施工，注意与带电设备的安全距离。施工中应坚持每日站班会，进行安全技术交底的原则，并确保在施工中贯彻执行。邻近带电设备区的吊装施工作业应设专人安全监护。

（6）严格执行《国家电网公司电力建设安全工作规程（变电站部分）》（Q/GDW665-2011）。工作人员应确保与220kV带电体>3.0米的安全距离，与110kV带电体>1.5米的安全距离，与35kV带电体>0.6米的安全距离；起重机械应确保与220kV带电体>6.0米的安全距离，110kV带电体垂直方向>5.0米、水平方向>4米的安全距离，与35kV带电体垂直方向>4.0的安全距离。

（7）工作前應认清工作范围和间隔名称，防止误入工作范围以外的或带电运行的间隔。

（8）工作负责人不得离开施工现场，施工过程中加强对施工人员的监护。

（9）起重作业时必须设专人监护，吊车司机和起重负责人在工作前应进行统一的工作安排，统一指挥，禁止盲目蛮干；起吊物应绑牢，局部着落和吊物未固定时严禁松钩。

（10）使用的竹梯应牢固并有防滑措施，在运行区域内搬运竹梯时，应放倒搬运，与带电设备保持足够的安全距离。

（11）不得随意拆除或挪动安全围栏、接地线、警示牌。

（12）加强文明施工管理，变电所内禁止吸游烟。每天清扫工作现场，加强环境保护，做到工完料尽场地清。对废品、垃圾作集中处理。

5 结束语

因地制宜，通过三个电压等级，三种不同的更换方式，解决了运行变电站绝缘子抢修更换的技术问题。从施工过程来看，此种抢修方法在保证安全和质量的前提下，高效、圆满地完成了绝缘子更换的抢修施工，为今后的类似抢修安装提供了借鉴。

参考文献

[1]蔡勇，邹忠明.软母线绝缘子串更换方法的改进[J].中国科技博览，2010（1）：270.

[2]祝燮权.实用五金手册[M].上海：上海科学技术出版社，2000.