110 kV同塔多回線路帶電作業(yè)技術(shù)研究

楊益

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司帶電作業(yè)分公司，昆明 650051)

110 kV同塔多回線路帶電作業(yè)技術(shù)研究

楊益

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司帶電作業(yè)分公司，昆明 650051)

針對110 kV鋼管塔圓 (或方)橫擔(dān)結(jié)構(gòu)的同塔多回線路上帶電更換懸垂絕緣子串困難的現(xiàn)狀，分析了帶電更換110 kV同塔多回線路直線塔懸垂絕緣子串作業(yè)時主要影響因素，提出了進入作業(yè)電場的方式和使用的工具，并確定了該方法下應(yīng)遵守的最小安全距離要求，研制了橫擔(dān)側(cè)金屬卡具，指出了作業(yè)中應(yīng)注意的問題。

110 kV同塔多回線路；鋼管塔結(jié)構(gòu)；圓 (或方)橫擔(dān)；懸垂絕緣子串；帶電作業(yè)；

0 前言

城郊區(qū)域110 kV線路更多采用同塔多回鋼管塔圓 (或方)橫擔(dān)設(shè)計，其特殊結(jié)構(gòu)給帶電檢修帶來許多困難，影響了對此類線路的安全運行維護，開展相應(yīng)帶電作業(yè)技術(shù)研究很有必要。當(dāng)前針對110 kV同塔多回線路帶電作業(yè)技術(shù)已有許多研究[1-8]，但研究僅限于鐵塔塔型和角鋼橫擔(dān)結(jié)構(gòu)類，對于鋼管塔圓 (或方)橫擔(dān)結(jié)構(gòu)的110 kV同塔多回線路帶電作業(yè)技術(shù)研究較少。以下針對作業(yè)難度較大的帶電更換直線塔懸垂絕緣子串工作進行研究。

1 影響帶電作業(yè)的因素

同塔雙回與同塔四回線路是其典型代表，導(dǎo)線采用垂直排列方式，與帶電作業(yè)技術(shù)相關(guān)的塔頭結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。帶電更換懸垂絕緣子串時主要難點集中在進入電場方式和承力工具安裝兩個方面。

圖1 110 kV同塔雙回線路塔頭

圖2 110 kV同塔四回線路塔頭

1.1 導(dǎo)線空間電場布局影響

導(dǎo)線空間布局直接影響作業(yè)人員進入電場的方式，作業(yè)時要保持對帶電體和鄰相導(dǎo)線的最小電氣安全距離、相地或相間構(gòu)成的最小組合間隙才能確保人身安全[9]。帶電作業(yè)時必需滿足規(guī)程規(guī)定[10]。

1.1.1 同塔雙回直線塔導(dǎo)線布局

上相導(dǎo)線空間布局見圖3，橫擔(dān)長度2 500 mm，設(shè)計一般采用型號XWP3-70結(jié)構(gòu)高度為146 mm的瓷質(zhì)懸垂絕緣子[11-12]，整串絕緣子及連接金具總長為1 600 mm。

圖3 同塔雙回直線塔上相導(dǎo)線空間布局

以絕緣子串懸垂線夾為作業(yè)參照點，按上、下、左、右四個方向選擇人員進入該電場位置，技術(shù)分析比較見表1。由表1可知，作業(yè)人員進入電場的最好方式是由塔身借助絕緣平梯沿水平方向自右側(cè)進入作業(yè)點，進入電場示意見圖3。當(dāng)人員處于懸垂線夾位置時，考慮要更換的絕緣子串長應(yīng)小于1.6 m，以損壞一片絕緣子146 mm計，絕緣子串絕緣長度降至1 454 mm，減去規(guī)定的相地安全距離1 m后，人員占有空間尺寸最大為454 mm，此時的體姿要求對人員作業(yè)難度較大不便于作業(yè)，因此線夾處不是人員作業(yè)的理想位置。人員置于絕緣平梯某一位置以中間電位法作業(yè)的技術(shù)要求分析如下：

表1 人員進入上相導(dǎo)線懸垂線夾處電場的路徑選擇比較

根據(jù)圖3設(shè)計結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線布局對帶電作業(yè)的技術(shù)要求為：按作業(yè)人員坐恣 (或蹲恣)身高1 m計，其處于橫擔(dān)與導(dǎo)線間要滿足規(guī)定的組合間隙1.2 m時，距離線夾中心處需要0.6 m才能保證中間電位人員的人身安全；扣除作業(yè)人員體寬0.5 m計，絕緣平梯最小有效絕緣長度為2 m滿足規(guī)定；使用的絕緣操作桿最小有效絕緣長度參照絕緣梯距線夾中心0.6 m加0.3 m的活動余地[10]確定為0.9 m。

1.1.2 同塔四回直線塔導(dǎo)線布局

上相導(dǎo)線空間布局見圖4。所用絕緣子型號及數(shù)量與同塔雙回線路相同，絕緣子串及連接金具總長為1.6 m，水平方向相鄰兩回導(dǎo)線間距離為4 m。當(dāng)人員自右側(cè)水平進至位置三 (懸垂線夾)時，參照上節(jié)同塔雙回線路人員在該位置的分析可以得出：懸垂線夾處不是人員作業(yè)的理想位置。

圖4 同塔雙回直線塔上相導(dǎo)線空間布局

人員置于L型絕緣折疊梯水平段某一位置以中間電位法作業(yè)的技術(shù)要求分析如下：

根據(jù)圖4設(shè)計結(jié)構(gòu)，導(dǎo)線電場布局對帶電作業(yè)的技術(shù)要求為：參照上節(jié)同塔雙回導(dǎo)線電場布局分析結(jié)果，絕緣梯水平段上作業(yè)人員距離線夾中心水平距離為0.6 m，使用的絕緣操作桿最小有效絕緣長度為0.9 m。

1.2 橫擔(dān)結(jié)構(gòu)影響

橫擔(dān)與絕緣子串連接部件較少，采用常規(guī)角鋼直線塔橫擔(dān)側(cè)金屬卡具不能滿足作業(yè)要求。由于更換絕緣子串時導(dǎo)線側(cè)固定裝置可采用現(xiàn)有導(dǎo)線鉤卡，只需研制橫擔(dān)側(cè)新卡具即可。從工具安裝簡便、承力可靠和通用性好等因素考慮，確定設(shè)計采用橫擔(dān)包圍式卡具結(jié)構(gòu)。

2 作業(yè)技術(shù)研究

2.1 作業(yè)方法

作業(yè)方法由作業(yè)人員進入電場方式及所使用工器具決定。根據(jù)同塔多回線路導(dǎo)線的空間布局，結(jié)合前文分析，推薦更換不同相的懸垂絕緣子串作業(yè)方法，帶電更換110 kV同塔多回線路直線絕緣子串作業(yè)方法主要以中間電位絕緣操作桿法為主。當(dāng)下相導(dǎo)線下方無其它線路等障礙時可采用等電位法作業(yè)，人員電位轉(zhuǎn)移及作業(yè)中應(yīng)滿足規(guī)定[10]。由前文分析可知，L型絕緣折疊梯在橫擔(dān)側(cè)掛點位置選擇距離待更換懸垂絕緣子串掛點2 m～2.2 m處較為合適。

2.2 更換工具研制

更換同塔多回線路懸垂絕緣子串使用的工器具主要包括橫擔(dān)側(cè)與導(dǎo)線側(cè)金屬卡具、絲杠、絕緣拉板 (或桿)。根據(jù)橫擔(dān)和連接金具設(shè)計要求，除需開發(fā)橫擔(dān)側(cè)金屬卡具外，其余工具均可采用現(xiàn)有工具代替[1-8]。

2.2.1 圓橫擔(dān)側(cè)卡具

分析圓橫擔(dān)結(jié)構(gòu)，選擇線路最大典型載荷確定卡具設(shè)計荷重，卡具設(shè)計見圖5，采用主體鏈條式結(jié)構(gòu)。與圓橫擔(dān)接觸部分的主體上有三種調(diào)整墊塊，可以適應(yīng)不同直徑的圓橫擔(dān)；一端固定于卡具主體上的金屬鏈條繞過橫擔(dān)后緊系于主體上螺桿中；與絕緣拉板連接的金屬絲桿置于間距為640 mm卡具主體上。卡具采用LC4鋁合金材料制作，主要技術(shù)參數(shù)見表3。

圖5 圓橫擔(dān)卡具結(jié)構(gòu)

由于圓橫擔(dān)卡具為主體與調(diào)整塊間三種組合結(jié)構(gòu)的三用卡，其內(nèi)部所受應(yīng)力在φ160 mm圓管組合狀態(tài)時最大。

2.2.2 方橫擔(dān)側(cè)卡具

分析方橫擔(dān)結(jié)構(gòu)，選擇線路最大典型載荷確定卡具設(shè)計荷重，卡具設(shè)計見圖6，采用主體金屬直桿式結(jié)構(gòu)。位于卡具主體上的兩根金屬直桿根據(jù)橫擔(dān)寬度可進行調(diào)節(jié)，尺寸變化在80 mm～250 mm間，可適應(yīng)不同橫擔(dān)寬度。與絕緣拉板連接的金屬絲桿置于兩端間距離為450 mm的主體上?？ň卟捎肔C4鋁合金材料制作，設(shè)計額定工作荷載為50 kN。

圖6 方橫擔(dān)卡具結(jié)構(gòu)

2.3 作業(yè)重點注意事項

帶電更換110 kV同塔多回鋼管塔線路直線絕緣子串作業(yè)除需按現(xiàn)有規(guī)定[9]進行現(xiàn)場勘查、制定作業(yè)指導(dǎo)書、準(zhǔn)備作業(yè)工器具等工作外，還應(yīng)注意以下問題：

1)安全距離[10]是保證帶電作業(yè)安全實施的前提。由于空氣間隙和絕緣工具的電氣擊穿特性與海拔高度和大氣條件關(guān)系明顯[13]，在海拔超過1 000 m不同大氣條件下對同塔多回線路作業(yè)時應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)[14-16]進行安全距離的修正提高，以確保作業(yè)安全。

2)由于橫擔(dān)結(jié)構(gòu)的特殊性，應(yīng)做好塔上電工的后備保護措施。保護繩一端系于電工身上，另一端系于塔上牢固構(gòu)件上。當(dāng)橫擔(dān)電工需要跨越內(nèi)側(cè)線路絕緣子串掛點至外側(cè)線路時，應(yīng)保證雙腳不會發(fā)生可能因短接絕緣子串空氣間隙而發(fā)生觸電的危險。

3)推薦塔上作業(yè)電工人數(shù)至少為3名。

4)作業(yè)前應(yīng)對待更換絕緣子串進行零值檢查，當(dāng)良好絕緣子片數(shù)少于5片時取消此次作業(yè)[10]。

5)解脫絕緣子串前應(yīng)重點檢查橫擔(dān)側(cè)卡具受力均勻、安裝穩(wěn)固并確認承力工具各連接點連接良好，并經(jīng)沖擊試驗確定絕緣子串載荷已轉(zhuǎn)移至承力工具后方可解脫絕緣子。

3 結(jié)束語

本文根據(jù)國內(nèi)110 kV同塔多回鋼管塔線路設(shè)計資料，分析了影響帶電更換懸垂絕緣子串的主要因素、研究了作業(yè)技術(shù)、開發(fā)了承力卡具并進行了現(xiàn)場驗證，采用本方法與研制的工具可以實現(xiàn)帶電更換110 kV同塔多回鋼管塔圓 (或方)橫擔(dān)結(jié)構(gòu)線路懸垂絕緣子串工作并具有推廣價值和應(yīng)用前景。

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Research on Suspension Insulator String Live Replacement Technology in SameTower for 110 kV Steel Tower Structure

YANG Yi
(Electrified Live Operation Branch，Yunnan Power Grid Co.Ltd.，Kunming 650051，China)

For the current extensive use of 110 kV steel tower circle(or square)in the city tower cross arm structure with multiple back line Live more difficult to replace the suspension insulator string when the status quo，with the existing live working technology standards，the analysis of Live Replacement when the same tower base 110 kV line straight back to work tower suspension insulator strings of the main factors，the system proposed methods and tools into the work field and to determine the minimum safe distance requirements to be observed in this method，developed at the same time cross arm side of the metal fixtures，highlighted the work should pay attention to the problem and to develop preventive measures，and finally the use of research carried out on the actual line application verification.

110 kV same tower back line；steel tower structure；circle(or square)cross arm；suspension insulator string；live working

TM74

B

1006-7345(2015)06-0087-04

2015-09-06

楊益 (1966)，男，高級工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司帶電作業(yè)分公司，從事輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)管理與研究工作 (email)635595503＠qq.com。