±1100kV特高压带电更换导线耐张串工具的研制

尹飞 陶留海 孙超 樊建军 陈雷

摘 要：本文对±1100kV特高压直流线路带电更换导线四联耐张串工器具进行介绍，让大家了解直流线路四联耐张串工器具的设计方案和现场使用情况，供电力行业同行借鉴。

关键词：±1100kV直流线路；带电更换；导线四联耐张串；工器具

中图分类号：TP311 文献标志码：A

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，电力需求高速增长。我国发电能源和用电负荷分布极不均衡的特点决定了建设智能电网是我国电网发展的战略目标，具有长距离、大容量输电特征的特高压电网是其坚实基础和核心环节。±1100kV特高压直流输电技术具有经济输电距离长、单回线路输送能力强、输电损耗低、大范围配置资源能力强、对电工装备业的带动作用显著等优点。

同样是由于特高压电网的重要地位，一旦投入运行很难停电进行检修。因此，带电作业作为特高压电网运行检修的重要技术手段，对确保特高压电网安全、稳定、可靠运行具有重要意义。重点解决适用于实际工程的具有针对性及差异化带电作业技术参数、工器具装备研制、典型作业项目作业方式研究以及现场安全作业规程等方面问题，最终能形成直接指导现场实际的带电作业方法及研制开发大吨位带电作业工器具，对在國网公司范围内全面推广±1100kV特高压直流输电线路带电作业实际应用，保障线路安全稳定运行具有重要意义，具有明显的经济效益和社会效益。

1 1100kV直流线路耐张绝缘子串的组装型式

耐张串绝缘子采用550kN三伞型盘式绝缘子，采用四联每联92片绝缘子。

1100kV昌吉-古泉架空线路耐张杆塔采用的是U550BP/240T（XZSP-550）型瓷绝缘子，每串92片绝缘子，绝缘子结构高度240mm，盘径360mm。

2 耐张绝缘子更换工器具设计及计算

2.1 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600m。工具额定设计荷重P按式计算并取为整数：

P=1.1nSσd

式中：

S为导线的全截面积。

n为作用于工具上的导线根数。

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92.98kN。

根据杆塔结构特点，本专利主张主要由横担侧翻板卡具、绝缘子闭式卡具和两根12t液压丝杠等部件组成，横担侧翻板卡具、绝缘子闭式卡具额定工作负荷为215kN，试验负荷322.5kN，安全系数2.5倍。从以上主要技术指标看，目前位居我国同类带电作业工器具首位。

±1100kV古泉线特高压直流输电线路是世界上最高电压等级的首条直流特高压输电线路，目前尚无带电作业方法及工器具相关研究，本主张主要创新点有：

（1）一端利用横担侧连扳为横担侧翻板卡具的锚固点，另一端利用绝缘子钢帽为绝缘子端的锚固点，收紧液压丝杠后，将绝缘子的水平荷载转移到本装置上，此时进行可拆除和更换单片绝缘子作业。使用本装置后，大大降低了高空带电更换单片绝缘子的劳动强度，缩短作业时间，提高工作效率。

（2）横担侧翻板卡具、绝缘子闭式卡具均采用钛合金制造，在缩减了工具自身的体积的同时提高了工具的机械强度，减轻了工具的重量，降低了作业风险，提高工作的安全性。

2.2 机械校核

本卡具用于更换耐张四联绝缘子串中的单片绝缘子。卡具如图1所示，额定负荷P=215kN，材料选择铝合金LC4，CS.HB≥140，「σs 」=420MPa，「σb」=530MPa。安全系数2.5倍。最后对加工好的耐张绝缘子更换工具进行了动负荷和静负荷试验，试验结果表明工具符合DL/T 463《带电作业用绝缘子卡具》的要求。

3 耐张塔带电作业现场应用

2018年3月，国网河南省电力公司检修公司在±1100kV特高压直流线路上进行了应用，塔身作业人员携带工器具攀爬至耐张塔横担处，等电位电工沿绝缘子串进入等电位，并在地面电工配合下安装耐张绝缘子更换工具。开展了耐张绝缘子检修作业，如图2所示。

结论

本卡具设计理念独特，构思新颖，具有专用部件少，容易组合、方便携带、使用简单、重量轻等优点，使用安全系数高，填补了国内±1100kV特高压直流线路带电作业领域四联耐张横担侧单片绝缘子更换工器具的空白。现场试用效果良好，对特高压直流线路的安全可靠运行具有非常重要的意义，具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献

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