一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯

广东电网有限责任公司清远供电局 李泓骏 王绍雄 温锐兴 陈征海

在高压输电线路中，硅橡胶复合绝缘子因其体积小、重量轻、憎水性好、电气性能优越的特点，在高压输电领域得到了广泛的运用。然而硅橡胶复合绝缘子其表面复合材料柔软、易划伤、易损坏的特点，一旦损坏，如不及时检修处理将严重影响输电线路安全运行。输电线路直线塔绝缘子更换作业需要检修人员从杆塔横担下到导线位置，目前常用的下导线作业工具主要是硬头梯和软梯子，采用硬头梯检修作业时，梯子占用体积大、且无专用固定构件，使用携带不方便，作业过程容易晃动；采用软梯出绝缘子检修时，下端无法固定，地面需人力控制，且软梯来回摆动，作业安全系数不高，对检修作业人员劳动体力消耗较大。

因此，如何安全、高效地进行停电线路复合绝缘子的检修成为了输电线路检修工作者需要思考和解决的问题，对于维护输电线路安全、稳定具有重要意义[1]。

依据国家标准GB 50233-2014《110kV-750kV架空送电线路施工及验收规范》中第8节架线工程8.6附件安装中8.6.5条款规定：输电线路在附件安装时，应采取防止工器具碰撞有机复合绝缘子伞套的措施，在安装中严禁踩踏有机复合绝缘子上下导线。可见，复合绝缘子检修对输电检修人员的技能水平提出了更高的要求[2]。

本文介绍一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯，研究分析其爬梯核心结构和部件，介绍该爬梯使用原理和步骤事项，依据梯子检测和国家标准和行业标准，对该梯子进行试验测试和分析，现场作业情况再次证明了该新型爬梯设计的有效性和可行性，该爬梯的应用大大提高输电线路检修效率，减轻检修人员作业安全风险。

1 新型输电线路复合绝缘子检修爬梯

1.1 传统输电线路爬梯存在的问题

目前，高压输电线路更换复合绝缘子主要采用软梯上下导线施工作业，该绝缘软体宽度大、长度长，梯绳材料为软纤维，梯子上端在横担上缠绕固定、下端无法固定。人员出入横担时人体重心不断变化使软体扭曲和摆动，非常容易导致人体在高空中失去平衡，施工现场存在较大安全隐患。使用软梯作业存在的隐患主要表现如下：

通过传统的挂钩滑车向上传递软梯时，易造成导线振动，滑车脱落等，危及到杆塔下方工作人员的人身安全，且滑车的挂钩与导线相互摩擦，易导致导线的断股损坏；传统的绝缘软梯头由两个一正一反的滑轮式挂钩组成，由于没有闭锁保护装置，工作人员在高空作业时软梯移动、导线振动等因素，极易造成软梯头的脱落；传统的防坠落方式采用人工防坠落，依赖人的反应时间和人力制动，由于人的反应时间不稳定和人突然下坠时的重力远大于人的臂力等因素．极有可能由于反应不及或力量不足造成人员高空坠落事故，存在着很大的安全隐患。

本论文基于目前输电线路复合绝缘子检修存在的痛点和难点，着力提高输电线路检修安全系数、降低检修作业风险，有效节省作业时间，减少检修人员不必要的劳动体力消耗。项目组研制一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯，它具有较好的安全系数、结构简单，使用方便的特点，能最大限度地避免线路工作者在下导线检修过程中因攀爬或踩踏复合绝缘子而发生的复合绝缘子刮碰或损坏的风险，保障作业人身安全，有效降低检修人员作业风险，更安全、高效地维护输电线路安全运行。

1.2 新型爬梯创新原理

该新型爬梯研究的主要内容和技术原理如下：

结合检修作业人员下导线出力方式，对爬梯结构进行受力分析，梯头采用专用的紧固附件，能将梯子有效固定在线路杆塔横担，确保梯身安全稳定；研究爬梯梯头专用紧固装置，该紧固装置能有效满足不同角钢铁塔的横担尺寸的要求，固定结构牢固、抗冲击力强；在梯头位置安装专用的防脱落保护装置，实现新型爬梯安全作业的“双重”保护；梯身设计采用部分折叠方式，占用面积小，便于作业携带，同时在梯身折叠点安装折叠卡销装置，确保安全可靠；结合物理冲击试验强度规范要求，设计爬梯不同位置需要满足的冲击强度，选择最优、经济且耐用型合金材料，具有结构牢固、抗冲击能力强、质量轻便的特点[3-4]。

1.3 新型爬梯创新结构图

该新型输电线路复合绝缘子检修爬梯创新结构图，如图1、2所示。其中：1为梯头挂钩装置、2为爬梯竖梁、3为爬梯横梁、4为折叠锁扣、5为安全绳装置环。梯头挂钩装置中包含以下部件：6为挂钩主体、7为挂钩定位片、8为挂钩锁件、9为挂钩轴套、10为挂钩固定螺丝孔位。

图1 新型输电线路复合绝缘子检修爬梯结构图

该新型输电线路复合绝缘子检修爬梯，由包括两个1挂钩装置、四个2爬梯竖梁、六个3爬梯横梁、四个4折叠锁扣、两个5安全绳装置环组成。1挂钩装置，由包括一个6挂钩主体、一个7挂钩定位片、一个8挂钩锁件、一个9挂钩轴套、两个10挂钩固定螺丝孔位组成。

图2 检修爬梯梯头挂钩结构图

1.4 新型爬梯施工作业使用原理

检修爬梯通过4折叠锁扣的旋转有两种状态，闭合状态（图1）和展开状态。在运输过程中一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯处于闭合状态，大大减轻检修人员在山区作业运输工具的劳动消耗。现场作业时通过4折叠锁扣将一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯打开至展开状态。

通过1挂钩装置将一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯悬挂于需要的横担位置，1挂钩装置通过6挂钩主体和9挂钩轴套可以360度调整角度，调整好需要的角度后，通过9挂钩轴套的定位销将1挂钩装置锁定，然后通过10挂钩固定螺丝孔位组成将1挂钩装置与现场的角铁进行锁定，将安全绳固定于5安全绳装置环，即可快速安装好检修爬梯开展施工作业。

2 新型检修爬梯研究成果分析

该新型输电线路复合绝缘子检修爬梯成品，送至具备资质的第三方检测机构试验，机械试验依据DL/T1476、GB/T17889.2的标准完成型式试验[5]。部分结果列入表1中。现场试验结果表明：该爬梯在静负荷试验、强度试验、弯曲试验、侧向挠度试验、梯脚拉拔等多项试验条件下均能符合国家标准和电力行业标准要求，新型梯完好无损，满足现场作业各项条件要求。

表1 新型输电线路复合绝缘子检修爬梯的成品型式试验结果

本文研制的该新型输电线路爬梯，宽度0.29m、总长3.5m、梯头重量1.5kg，实物总重量7.5kg，现场作业只需要一人即可完成安全，安装时间仅需要6min，且安装牢固无晃动，现场作业较好地达到了预期效果。在2021年10月至12月使用该新型爬梯更换220kV复合绝缘子，现场作业运输方便、安装简单、连接牢固，大大提高了输电线路复合绝缘子更换效率，有效提高了现场作业安全可靠性，较好地减轻作业人员不必要的体力消耗，弥补了人员新青员工技能短板。现场应用情况表明，该新型输电线路检修爬梯具有以下特点：

结构牢固，稳定性大幅提升：该爬梯的应用能有效解决因攀爬或踩踏复合绝缘子而发生的复合绝缘子刮碰或损坏的问题；爬梯采用专用紧固装置，便于安装，通用性强，现场作业稳定性强、不易摆动，作业安全系数高。

设计轻便，便于运输和携带：传统爬梯长度较长且无法折叠，不便运输和携带作业，该新型爬梯采用折叠技术能较大程度缩短使用长度，便于施工作业。

缩短检修时间，减少体力消耗：有效节省检修作业时间、减少不必要的体力劳动消耗；该爬梯结构牢固、抗冲击能力强。

3 应用前景

该新型输电线路检修爬梯具有以下应用前景：

安全生产方面：该新型输电线路检修爬梯安全系数高、梯头部分采用专用的紧固附件能有效固定在线路杆塔横担，同时爬梯梯头装设有专用的防脱落保护装置，实现梯子“双重”保护；该新型输电线路检修爬梯能有效应用于不同电压等级输电线路下导线检修作业，尤其适用于220kV输电线路复合绝缘子检修、导线防震锤更换[3]。

教育培训方面：该新型输电线路检修爬梯尤其适用于需要培训的新员工和转岗人员，能有效降低新员工和转岗作业人员安全风险，减轻作业人员的劳动体力支出，提高作业人员检修水平和技能。

科技文化方面：项目的实施和应用既是输电线路检修工器具的改良和技术手段的延伸，又是适应输电线路施工及检修作业规范的补充和完善，本项目取得的经验和成果可为公司后续采用更先进的技术和方法提供有效的技术支持。

4 结语

本文研制的一种新型输电线路复合绝缘子检修爬梯，具有结构牢固，设计轻便，便于运输和携带的特点，不仅减轻了运维人员的工作负担，减少了运维人员上下传递爬梯的时间，提高了工作效率，同时降低高空传递大工具的作业风险，有效减小现场检修可能损坏复合绝缘子的概率。该新型输电线路复合绝缘子检修爬梯的研制，填补了高压输电线路复合绝缘子检修工具的空白，为输电线路工作者安全高效检修提供了坚强保障，对线路消除隐患和缺陷起到了良好的作用。