110 kV同塔多回線路帶電作業技術研究

楊益

(云南電網有限責任公司帶電作業分公司，昆明 650051)

110 kV同塔多回線路帶電作業技術研究

楊益

(云南電網有限責任公司帶電作業分公司，昆明 650051)

針對110 kV鋼管塔圓 (或方)橫擔結構的同塔多回線路上帶電更換懸垂絕緣子串困難的現狀，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時主要影響因素，提出了進入作業電場的方式和使用的工具，并確定了該方法下應遵守的最小安全距離要求，研制了橫擔側金屬卡具，指出了作業中應注意的問題。

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

0 前言

城郊區域110 kV線路更多采用同塔多回鋼管塔圓 (或方)橫擔設計，其特殊結構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，開展相應帶電作業技術研究很有必要。當前針對110 kV同塔多回線路帶電作業技術已有許多研究[1-8]，但研究僅限于鐵塔塔型和角鋼橫擔結構類，對于鋼管塔圓 (或方)橫擔結構的110 kV同塔多回線路帶電作業技術研究較少。以下針對作業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 影響帶電作業的因素

同塔雙回與同塔四回線路是其典型代表，導線采用垂直排列方式，與帶電作業技術相關的塔頭結構見圖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 導線空間電場布局影響

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

1.1.1 同塔雙回直線塔導線布局

上相導線空間布局見圖3，橫擔長度2 500 mm，設計一般采用型號XWP3-70結構高度為146 mm的瓷質懸垂絕緣子[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線空間布局

以絕緣子串懸垂線夾為作業參照點，按上、下、左、右四個方向選擇人員進入該電場位置，技術分析比較見表1。由表1可知，作業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進入作業點，進入電場示意見圖3。當人員處于懸垂線夾位置時，考慮要更換的絕緣子串長應小于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難度較大不便于作業，因此線夾處不是人員作業的理想位置。人員置于絕緣平梯某一位置以中間電位法作業的技術要求分析如下：

表1 人員進入上相導線懸垂線夾處電場的路徑選擇比較

根據圖3設計結構，導線布局對帶電作業的技術要求為：按作業人員坐恣 (或蹲恣)身高1 m計，其處于橫擔與導線間要滿足規定的組合間隙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 同塔四回直線塔導線布局

上相導線空間布局見圖4。所用絕緣子型號及數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線間距離為4 m。當人員自右側水平進至位置三 (懸垂線夾)時，參照上節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的理想位置。

圖4 同塔雙回直線塔上相導線空間布局

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的技術要求分析如下：

根據圖4設計結構，導線電場布局對帶電作業的技術要求為：參照上節同塔雙回導線電場布局分析結果，絕緣梯水平段上作業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 橫擔結構影響

橫擔與絕緣子串連接部件較少，采用常規角鋼直線塔橫擔側金屬卡具不能滿足作業要求。由于更換絕緣子串時導線側固定裝置可采用現有導線鉤卡，只需研制橫擔側新卡具即可。從工具安裝簡便、承力可靠和通用性好等因素考慮，確定設計采用橫擔包圍式卡具結構。

2 作業技術研究

2.1 作業方法

作業方法由作業人員進入電場方式及所使用工器具決定。根據同塔多回線路導線的空間布局，結合前文分析，推薦更換不同相的懸垂絕緣子串作業方法，帶電更換110 kV同塔多回線路直線絕緣子串作業方法主要以中間電位絕緣操作桿法為主。當下相導線下方無其它線路等障礙時可采用等電位法作業，人員電位轉移及作業中應滿足規定[10]。由前文分析可知，L型絕緣折疊梯在橫擔側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側與導線側金屬卡具、絲杠、絕緣拉板 (或桿)。根據橫擔和連接金具設計要求，除需開發橫擔側金屬卡具外，其余工具均可采用現有工具代替[1-8]。

2.2.1 圓橫擔側卡具

分析圓橫擔結構，選擇線路最大典型載荷確定卡具設計荷重，卡具設計見圖5，采用主體鏈條式結構。與圓橫擔接觸部分的主體上有三種調整墊塊，可以適應不同直徑的圓橫擔；一端固定于卡具主體上的金屬鏈條繞過橫擔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，主要技術參數見表3。

圖5 圓橫擔卡具結構

由于圓橫擔卡具為主體與調整塊間三種組合結構的三用卡，其內部所受應力在φ160 mm圓管組合狀態時最大。

2.2.2 方橫擔側卡具

分析方橫擔結構，選擇線路最大典型載荷確定卡具設計荷重，卡具設計見圖6，采用主體金屬直桿式結構。位于卡具主體上的兩根金屬直桿根據橫擔寬度可進行調節，尺寸變化在80 mm～250 mm間，可適應不同橫擔寬度。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。卡具采用LC4鋁合金材料制作，設計額定工作荷載為50 kN。

圖6 方橫擔卡具結構

2.3 作業重點注意事項

帶電更換110 kV同塔多回鋼管塔線路直線絕緣子串作業除需按現有規定[9]進行現場勘查、制定作業指導書、準備作業工器具等工作外，還應注意以下問題：

1)安全距離[10]是保證帶電作業安全實施的前提。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時應按標準[14-16]進行安全距離的修正提高，以確保作業安全。

2)由于橫擔結構的特殊性，應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件上。當橫擔電工需要跨越內側線路絕緣子串掛點至外側線路時，應保證雙腳不會發生可能因短接絕緣子串空氣間隙而發生觸電的危險。

3)推薦塔上作業電工人數至少為3名。

4)作業前應對待更換絕緣子串進行零值檢查，當良好絕緣子片數少于5片時取消此次作業[10]。

5)解脫絕緣子串前應重點檢查橫擔側卡具受力均勻、安裝穩固并確認承力工具各連接點連接良好，并經沖擊試驗確定絕緣子串載荷已轉移至承力工具后方可解脫絕緣子。

3 結束語

本文根據國內110 kV同塔多回鋼管塔線路設計資料，分析了影響帶電更換懸垂絕緣子串的主要因素、研究了作業技術、開發了承力卡具并進行了現場驗證，采用本方法與研制的工具可以實現帶電更換110 kV同塔多回鋼管塔圓 (或方)橫擔結構線路懸垂絕緣子串工作并具有推廣價值和應用前景。

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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，云南電網有限責任公司帶電作業分公司，從事輸電線路帶電作業技術管理與研究工作 (email)635595503＠qq.com。