±1 100 kV特高壓直流輸電線路帶電更換耐張橫擔(dān)側(cè)單片六聯(lián)絕緣子卡具研制

孫惠濤 陶留海 李忠民 高 嵩

（國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司，河南鄭州450000）

0 引言

昌吉—古泉±1 100 kV特高壓直流輸電線路工程，是我國乃至世界第一條電壓最高的直流輸電線路，目前尚無帶電作業(yè)方法及工器具相關(guān)研究。為提高±1 100 kV特高壓直流輸電線路運行維護水平，我們開發(fā)了耐張塔單片絕緣子更換的工器具并在現(xiàn)場進行了試用，現(xiàn)場實踐研究發(fā)現(xiàn)，±1 100 kV線路導(dǎo)線機械張力大，耐張串使用U550BP/240T（XZSP-550）絕緣子，單片重量約為24.5 kg。更換耐張絕緣子時，由于絕緣子重量大和橫擔(dān)側(cè)第一片位置特殊等原因，帶電作業(yè)人員無法采用傳統(tǒng)的更換方法完成操作。我們針對此類問題進行分析、研究，研制出了±1 100 kV特高壓線路耐張串橫擔(dān)側(cè)第一片絕緣子更換卡具，以便現(xiàn)場更換耐張單片絕緣子。

1 ±1 100 kV特高壓直流線路耐張塔絕緣子串的組裝型式

耐張絕緣子串為六聯(lián)耐張串，每聯(lián)92片，采用550 kN盤型懸式絕緣子。耐張串結(jié)構(gòu)、安裝示意圖如圖1、圖2所示。

圖2 耐張串安裝示意圖

2 卡具的創(chuàng)新性

（1）在全國首次成功解決了±1 100 kV特高壓直流線路帶電更換耐張串橫擔(dān)側(cè)第一片絕緣子難度大、卡具重量大、無法進行帶電作業(yè)的難題，具有使用簡單、便捷、通用性強、重量輕、安全系數(shù)高等優(yōu)點，填補了國內(nèi)帶電作業(yè)領(lǐng)域耐張絕緣子串特殊位置單片絕緣子更換的空白。

（2）利用絕緣子串鋼帽、連接金具為錨固點，支撐架固定夾具采用半圓形鈦合金卡具和可調(diào)節(jié)液壓絲杠組合收緊，將絕緣子的水平荷載轉(zhuǎn)移到本裝置上，便于絕緣子的拆卸和安裝。

3 卡具設(shè)計及計算

3.1 設(shè)計方案

緊線工具額定荷重按導(dǎo)線機械特性曲線確定，一般情況下，可不再考慮過牽引引起的附加荷重；線路的代表檔距為600 m。工具額定設(shè)計荷重P按下式計算并取為整數(shù)：

式中，n為作用于工具上的導(dǎo)線根數(shù)；S為導(dǎo)線的全截面積；σd為帶電作業(yè)中最大導(dǎo)線應(yīng)力。

根據(jù)線路參數(shù)，計算可得更換耐張絕緣子工具的額定設(shè)計荷重為92.98 kN。

根據(jù)桿塔結(jié)構(gòu)特點，本專利主要由橫擔(dān)側(cè)卡具、絕緣子閉式卡具和兩根12 t液壓絲杠等部件組成，橫擔(dān)側(cè)卡具、絕緣子閉式卡具額定工作負(fù)荷為215 kN，試驗負(fù)荷322.5 kN，安全系數(shù)2.5，滿足現(xiàn)場要求。從以上主要技術(shù)指標(biāo)看，該卡具目前位居我國同類帶電作業(yè)工器具首位。耐張橫擔(dān)側(cè)絕緣子卡具加工圖如圖3所示。

3.2 機械校核

本工具用于更換耐張雙跳線串絕緣子中的任意一串絕緣子（額定負(fù)荷550 kN），安全系數(shù)2.5。最后對加工好的耐張塔跳線絕緣子更換工具進行了動負(fù)荷和靜負(fù)荷試驗，結(jié)果表明工具符合DL/T 463—2006《帶電作業(yè)用絕緣子卡具》的要求。耐張單片絕緣子端部卡具結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

3.3 卡具結(jié)構(gòu)組成

卡具主要由半圓卡、橫擔(dān)金具端部卡、液壓絲杠、手動操作桿組成，半圓卡和橫擔(dān)金具端部卡通過兩根液壓絲杠鉸接，絲杠中部位置有手動操作桿。

4 工具研制的理論依據(jù)

（1）GB/T 2900.55—2016《電工術(shù)語 帶電作業(yè)》；

圖3 耐張橫擔(dān)側(cè)絕緣子卡具加工圖

圖4 耐張單片絕緣子端部卡具結(jié)構(gòu)圖

（2）GB/T 18037—2008《帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計導(dǎo)則》；

（3）《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線路部分）》2013版第10.12條中關(guān)于“帶電作業(yè)工具的保管、使用和試驗”的相關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)語

±1 100 kV特高壓直流線路耐張橫擔(dān)側(cè)單片絕緣子串更換卡具，質(zhì)量輕，安裝簡單，易于操作，在現(xiàn)場實際作業(yè)應(yīng)用中大幅降低了作業(yè)人員的勞動強度，提高了作業(yè)的安全可靠性，減少了高空作業(yè)的人員數(shù)量。應(yīng)用此工具便于作業(yè)人員操作，節(jié)省了作業(yè)時間，有效提高了高空作業(yè)的工作效率，簡化了作業(yè)程序。

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