110 k V双回路转角塔等电位作业进电场装置的研制与应用

杜迎春,马陆阳

（国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司，宁夏 吴忠 751100）

0 引言

随着社会的发展，电能已成为了各行各业不可或缺的能源供应，承担电能输送道路的输电线路起到了关键作用，因此，保障输电线路安全稳定运行及供电可靠性就显得尤为重要。输电线路在运行过程中经常会出现导线防振锤下滑、导线损伤等带电体上的缺陷，为满足输电线路供电可靠性的要求，110 kV输电线路带电体上的缺陷一般都采用等电位作业方式消除。目前采用的等电位作业进电场方法在110 kV双回路转角塔内角侧线路上不满足组合间隙的要求，无法对此类塔型开展等电位带电作业。为解决该问题，研制一种新装置，改变传统作业方式的情况下满足在110 kV双回路转角塔内角侧线路等电位作业的要求，且同时满足在其他各相导线上等电位作业的要求。

1 110 kV双回路转角塔等电位作业进电场现状及分析

输电线路传统等电位作业进入强电场有如下几种方式：沿绝缘子串法、平梯法、软梯法、吊篮法[1]。

1.1 沿绝缘子串法

作业人员采用两脚踩在双串绝缘子的一串上，双手扶在另一串绝缘子上，手脚并进，一片一片的在绝缘子串上移动，且左手左脚与右手右脚间只能跨接三片绝缘子，方式如图1所示。

图1 沿绝缘子串法

110 kV绝缘子的有效绝缘长度一般为1.2 m，不满足等电位作业人员在绝缘梯上作业或者沿绝缘子串进入强电场时，其与接地体和带电体两部分间隙所组成的组合间隙不准小于1.2 m[2]。

1.2 平梯法

地面辅助人员将绝缘平梯传送至横担处，作业人员将绝缘平梯一端悬挂在导线合适位置，另一侧固定在塔身横担合适位置后，沿绝缘平梯进入电场开展等电位作业，方式如图2所示。

图2 平梯法

采用平梯法等电位作业进入电场时如图3所示。

图3 平梯法进电场

因110 kV双回路转角塔结构特点，作业人员在内角侧通过平梯法进入电场过程中，不满足等电位作业人员在绝缘梯上作业或者沿绝缘梯进入强电场时，其与接地体和带电体两部分间隙所组成的组合间隙不准小于1.2 m[2]的要求。

1.3 软梯法

地面辅助人员将软梯通过绝缘绳索牵引至导线，通过软梯头悬挂至导线后，作业人员通过软梯攀爬进入电场，方式如图4所示。

图4 软梯法

作业人员采用软梯法进入电场时，因110 kV双回路转角塔结构特点，导线间距最大距离为4.5 m[3]，一般软梯头长度1.5 m，作业人员进入电场过程中，仍不能保持大于等于1.2 m的组合间隙，给人员带来安全隐患，如图5所示。

图5 软梯法进电场作业

1.4 吊篮法

辅助人员携带绝缘绳索挂至横担合适位置，将承载绝缘吊篮的组二滑车固定在横担上，量好绝缘吊绳长度并将吊点固定，作业人员进入吊篮，辅助人员通过组二滑车尾绳，将作业人员送入电场，方式如图6所示。

图6 吊篮法

因双回路转角塔导线正上方没有吊篮法合适的挂点，无法采用吊篮法进入电场，只能采用停电进行消缺，则会造成线路停电，势必会影响输电线路的可用系数和供电可靠性。

综上所述，输电线路因路径选择需要，一条线路上不可避免地会出现或多或少的转角塔。由于110 kV双回路转角塔的结构特点，上述等电位作业进电场方法在转角塔内角侧线路上不满足组合间隙的要求，无法采用传统进电场方法在110 kV双回路转角塔开展等电位作业，所以需要研制一种新装置，改变传统作业方式的同时满足在110 kV双回路转角塔内角侧线路等电位作业的要求。

2 新型等电位作业进电场装置的研制

2.1 进电场工作原理分析

为了解决上述问题，参考“塔吊”的工作原理，采用绝缘材料制作一个支架，支架的一端固定在横担上，另一端利用悬吊装置提拉支架保持水平，组成坚固的三角形状，并且利用万向节作为工具支点和吊点，使得三角形的工具可沿着水平方向旋转，作业人员从塔身坐在支架头部，通过支架的旋转，绕“弧形路线”进入强电场，从而将作业人员由塔身送至110 kV双回路转角塔的中、上相导线，完成等电位作业，如图7、图8所示。

图7 工作原理正视图

图8 工作原理俯视图

应用此方法作业过程中，改变了传统带电作业进电场的方式和路径，增大了组合间隙，组合间隙始终大于1.2 m，并且作业人员与邻相导线的距离大于1.4 m，满足安全作业要求，且该装置的支架长度以转角度数最大的塔形设计，则可同时兼顾转角度数较小的塔型。

2.2 进电场装置构成

该工具共分为五个部分，分别为支撑装置、悬吊装置、固定装置、转动装置、连接装置，如图9所示。

图9 进电场装置

2.2.1 支撑装置

为满足作业要求，首先要确定支架的长度。通过调查得知，转角塔转角幅度最大为90°[4]，通过现场测量，确定最适合支架支点的安装位置在横担挂点内侧1.5 m处。由于满足90°转角塔的支架长度将兼容其他塔塔型[5]，按照最大转角度数，结合绝缘子串长度、支架支点安装位置等数据，利用三角函数公式对支架长度进行计算，如图10、图11所示。

图10 支撑装置长度原理

图11 支撑装置长度分析

根据三角形公式a2+b2-c2=2abcosC计算得：

确定支架的长度应为4.2 m，同时为了减轻工具的质量和保证装置的强度，使用空心环氧树脂绝缘杆作为支撑装置材料。

2.2.2 悬吊装置

为满足在不同尺寸的转角塔作业的要求，需要确定吊杆的长度。根据调查得知，110 kV转角塔的横担间距在3.5～4.5 m之间，分别按照最大和最小的横担间距对吊杆的长度进行校验，如图12、图13所示。

图12 吊杆长度

图13 吊杆长度原理

根据勾股定理计算，当横担间距为3.5 m时，悬吊装置长度为

当横担间距为4.5 m时，悬吊装置长度为

根据计算结果，悬吊装置长度最小为5.46 m，最大为6.15 m，也就是说，吊杆的长度能在这个长度区间内任意调节。为了减轻工具的质量和保证装置的强度，悬吊装置材料选择与支架材料型式相同的空心环氧树脂。悬吊装置的长度需要能够调节，因此，在吊杆上配置一套丝杠作为长度调节工具。

2.2.3 固定装置

固定装置是工具与塔材连接的重要部件，需要与塔材连接牢固，且安装、拆除方便。在固定装置的制作上，借鉴带电作业工具卡具的工作原理，采用螺栓固定的双层角钢型式，安装时分别卡在塔材的内外两侧，并用螺栓进行固定。

2.2.4 转向装置

由于该工具在作业时需要沿着水平方向转动，同时在垂直方向也需要上下调整，所以在支架、吊杆与固定装置连接的部位，安装可转向的装置。转向装置不仅要受力，而且在水平和垂直方向均可转动，且转动幅度要满足要求，故采用万向节作为转向装置。

2.2.5 转动装置

连接装置各部分连接采用万向节连接方式，各部分金具的材料均选择铝合金材料。

3 新型等电位进电场作业装置的应用

3.1 使用方法

该工具使用时，首先将固定装置固定在横担处的主材上，支撑装置与绝缘子串呈平行状态，由悬吊装置承载重量，作业人员从塔身沿支撑装置到达支撑装置端部，再由塔上配合人员将装置向导线方向转动，直至支撑装置端部到达导线部位，将防脱落装置卡在导线上，作业人员即进入强电场进行等电位作业。

3.2 实践应用效果

使用该装置在110 kV双回路转角塔上进行等电位作业实践，如图14所示。经过验证，作业过程中的组合间隙均在4.2～4.5 m，满足组合间隙要求。

图14 现场实际应用效果

为了更好地推广和应用该工具，应用此装置多次进行等电位作业消除110 kV输电线路双回路转角塔内角侧导线上的缺陷，组合间隙均大于1.2 m，满足安全要求，统计结果见表1。

表1 成果推广期内作业情况统计

3.3 新型等电位进电场装置经济及安全效益

此装置解决了消除110 kV线路双回路转角塔内角侧导线上的缺陷时，因不满足等电位作业组合间隙的要求而需要停电进行消缺的问题，减少了设备因停电消缺造成的少送电量，具有可观的经济效益，同时提高了供电服务质量。使用此工具既可以保证作业人员在进电场过程中组合间隙满足安全要求，又保证作业人员的人身安全。

4 结论

在传统等电位带电作业方法进电场组合间隙不满足要求的情况下，该装置的成功研制解决了在110 kV双回路转角塔内角侧导线等电位作业时组合间隙不满足要求的问题。使用该工具进电场开展等电位作业，效果良好，组合间隙和对邻相导线的安全距离满足要求。在输电线路运维管理工作中，解决了消除缺陷和线路停电的矛盾，为减少输电线路停电，保证线路安全稳定运行，提高输电线路带电作业技术水平等方面都发挥了良好的作用。