±1 100 kV特高压直流输电线路带电更换耐张横担侧单片六联绝缘子卡具研制

孙惠涛 陶留海 李忠民 高 嵩

（国网河南省电力公司检修公司，河南郑州450000）

0 引言

昌吉—古泉±1 100 kV特高压直流输电线路工程，是我国乃至世界第一条电压最高的直流输电线路，目前尚无带电作业方法及工器具相关研究。为提高±1 100 kV特高压直流输电线路运行维护水平，我们开发了耐张塔单片绝缘子更换的工器具并在现场进行了试用，现场实践研究发现，±1 100 kV线路导线机械张力大，耐张串使用U550BP/240T（XZSP-550）绝缘子，单片重量约为24.5 kg。更换耐张绝缘子时，由于绝缘子重量大和横担侧第一片位置特殊等原因，带电作业人员无法采用传统的更换方法完成操作。我们针对此类问题进行分析、研究，研制出了±1 100 kV特高压线路耐张串横担侧第一片绝缘子更换卡具，以便现场更换耐张单片绝缘子。

1 ±1 100 kV特高压直流线路耐张塔绝缘子串的组装型式

耐张绝缘子串为六联耐张串，每联92片，采用550 kN盘型悬式绝缘子。耐张串结构、安装示意图如图1、图2所示。

图2 耐张串安装示意图

2 卡具的创新性

（1）在全国首次成功解决了±1 100 kV特高压直流线路带电更换耐张串横担侧第一片绝缘子难度大、卡具重量大、无法进行带电作业的难题，具有使用简单、便捷、通用性强、重量轻、安全系数高等优点，填补了国内带电作业领域耐张绝缘子串特殊位置单片绝缘子更换的空白。

（2）利用绝缘子串钢帽、连接金具为锚固点，支撑架固定夹具采用半圆形钛合金卡具和可调节液压丝杠组合收紧，将绝缘子的水平荷载转移到本装置上，便于绝缘子的拆卸和安装。

3 卡具设计及计算

3.1 设计方案

紧线工具额定荷重按导线机械特性曲线确定，一般情况下，可不再考虑过牵引引起的附加荷重；线路的代表档距为600 m。工具额定设计荷重P按下式计算并取为整数：

式中，n为作用于工具上的导线根数；S为导线的全截面积；σd为带电作业中最大导线应力。

根据线路参数，计算可得更换耐张绝缘子工具的额定设计荷重为92.98 kN。

根据杆塔结构特点，本专利主要由横担侧卡具、绝缘子闭式卡具和两根12 t液压丝杠等部件组成，横担侧卡具、绝缘子闭式卡具额定工作负荷为215 kN，试验负荷322.5 kN，安全系数2.5，满足现场要求。从以上主要技术指标看，该卡具目前位居我国同类带电作业工器具首位。耐张横担侧绝缘子卡具加工图如图3所示。

3.2 机械校核

本工具用于更换耐张双跳线串绝缘子中的任意一串绝缘子（额定负荷550 kN），安全系数2.5。最后对加工好的耐张塔跳线绝缘子更换工具进行了动负荷和静负荷试验，结果表明工具符合DL/T 463—2006《带电作业用绝缘子卡具》的要求。耐张单片绝缘子端部卡具结构图如图4所示。

3.3 卡具结构组成

卡具主要由半圆卡、横担金具端部卡、液压丝杠、手动操作杆组成，半圆卡和横担金具端部卡通过两根液压丝杠铰接，丝杠中部位置有手动操作杆。

4 工具研制的理论依据

（1）GB/T 2900.55—2016《电工术语 带电作业》；

图3 耐张横担侧绝缘子卡具加工图

图4 耐张单片绝缘子端部卡具结构图

（2）GB/T 18037—2008《带电作业工具基本技术要求与设计导则》；

（3）《国家电网公司电力安全工作规程（线路部分）》2013版第10.12条中关于“带电作业工具的保管、使用和试验”的相关规定。

5 结语

±1 100 kV特高压直流线路耐张横担侧单片绝缘子串更换卡具，质量轻，安装简单，易于操作，在现场实际作业应用中大幅降低了作业人员的劳动强度，提高了作业的安全可靠性，减少了高空作业的人员数量。应用此工具便于作业人员操作，节省了作业时间，有效提高了高空作业的工作效率，简化了作业程序。

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