±800kV四聯耐張串作業人員進出線輔助支撐架研究

韓志軍　李海峰　全明睿

摘 要：根據±800 kV直流特高壓設計的四聯耐張串塔端連接金具長度較長、串與串間距較大，作業人員進出線難度大且安全性差的特點，提出研制±800 kV直流四聯耐張串作業人員進出線輔助支撐架的技術要求、研究內容，開展了材料選型、工具設計，形成完整的作業方法和使用說明，并在現場開展了應用。

關鍵詞：四聯耐張串；輔助支撐架；額定荷載；絕緣子串

中圖分類號：TM752 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.080

近年來，隨著±800 kV特高壓直流輸變電工程的陸續投運，輸電線路的鐵塔結構、導地線、絕緣子等參數的特性明顯不同于低電壓等級輸電線路，尤其是±800 kV特高壓設計的四聯耐張串，塔端連接金具長度較長（2.2～3.2 m），串與串間距較大（1～2 m）。電氣上的這個新特點，導致作業人員無法按傳統的方式進出電氣部位，增加了高空作業難度和高空作業人員的安全風險。這就需要設計一種安全、可靠的進出線支撐架，輔助高空作業人員便捷、可靠地進出電氣部位，提高作業人員的工作效率，保障作業人員的人身安全。為了解決這一難題，國網山西省電力公司檢修分公司成功研制出了±800 kV 直流四聯耐張串作業人員進出線輔助支撐架（以下簡稱“支撐架”）。

1 技術要求

以檢修人員安全進出耐張四聯絕緣子串為研究目的，根據±800 kV線路耐張絕緣子串的組裝圖，初步擬定±800 kV線路檢修四聯耐張絕緣子串時，檢修人員利用出線支撐架到達橫擔端第一個三角聯板處檢修作業。支撐架的特點主要有：①通用性，既適用于耐張塔，同時也適用于直線轉角塔；②質量輕，機械強度能滿足作業要求；③結構簡單，操作簡便，只需一名檢修人員就能完成安裝。

2 研究內容

研究內容主要包括：①對支撐架材料進行選型研究，要求重量輕便；②對支撐架機械性能進行研究，要求具有一定的機

械抗彎、抗扭特性和耐機械老化性能；③對支撐架結構進行設計研究，要求結構合理、安全可靠、易操作。

3 工具額定荷載設計

支撐架在使用時，主要承受作業人員體重和隨身攜帶工具的重量，則平梯額定設計荷重Qs等于作業人員體重和隨身攜帶工具的重量之和。額定設計荷重最終確定：1 kN。

3.1 安全系數

確定安全系數是一個復雜的問題。安全系數大，工具笨重，操作不方便；安全系數小，不安全。以往帶電作業工具設計中常采用工具安全系數不小于3，GB/T 18037規定ns（塑性材料安全系數）對于軋、鍛件取1.5～2.2.考慮到工具的工作條件、材料性能以及型式試驗條件等因素，取ns≥2.5，破壞系數不小于3.

3.2 工具的主要技術參數

工具的主要技術參數如表1所示。

表1 工具的主要技術參數

工具名稱 設計額定荷重/kN 靜試驗荷重/kN 動試驗荷重/kN

1倍 2倍 2.5倍 1.5倍

平梯 1 1 2

2.5 1.5

卡座 1 1 2

2.5 1.5

4 工具結構設計

4.1 工具主要尺寸確定

結構尺寸的確定要參考耐張絕緣子串組裝圖（如圖1所示），從橫擔到絕緣子處的距離長度為2 170～3 150 m，所以平梯的長度確定為2.4～3.3 m的可調結構，寬度確定為440 mm。卡座的主要用途是卡住“U”形掛環（U-110200-105），使平梯能固定在線路金具上。

平梯及卡座結構尺寸確定后，其他尺寸由設計計算確定。

4.2 主要零件材料的確定

4.2.1 基本要求

通過對平梯結構的優化和材料的優選，使平梯的結構合理，整體強度要高、質量要輕、工作要可靠。圍繞基本要求，主要解決以下幾個關鍵問題。

4.2.2 材料的優選

平梯型式和工作負荷確定后，需要進一步確定平梯主體的材質。可供選擇的主體材質有LC4、LY12兩種鋁合金材料，兩者機械強度都較高，材料比重較小，做成的工具重量輕，又可滿足強度要求。但現在市場上的鋁合金型材多為LY12，所以平梯主體材料選用LY12鋁合金加工。

圖1 耐張絕緣子串組裝圖

5 主要創新點

新工具選材輕便、結實、耐用、裝拆方便、操作靈活，且

通用型好，能滿足不同塔型的作業要求。

6 作業方法及使用說明

6.1 作業方法和流程

需要停電或帶電作業，作業流程為：①利用橫擔處“U”形環為支點，安裝好卡座；②卡座安裝好后，將平梯安裝在卡座上；③放倒平梯，平梯另一端擔在三角聯板上；④檢修作業人員騎在平梯上，慢慢移動至絕緣子串處，然后檢修作業人員即可開始對絕緣子進行檢修。

6.2 使用說明

支撐架結構由“U”形環卡座和支撐架兩部分組成。

6.2.1 “U”形環卡座的使用

“U”形環卡座選用高強度鋁合金材料加工制造成形，具有重量輕、強度高的特點。使用時，首先將“U”形環卡座主體放在“U”形環上，在將夾板螺栓由“U”形環下方穿過“U” 形環卡座主體，然后擰緊蝶形螺母，使“U”形環卡座牢牢地固定在“U”形環上。

6.2.2 支撐架的使用

支撐架選用高強度鋁合金型材加工制造成形，具有重量輕、強度高的特點。使用時，首先將“U”形環卡座牢牢地固定在“U”形環上，在將卡座轉動座上的轉動銷擰出，然后將支撐架的鉸接耳插入轉動座，擰緊轉動銷，使支撐架與“U”形環卡座連接為一體，最后將支撐架放倒。至此，整個輔助支撐架全部安裝于線路金具上，這時作業人員就可利用輔助支撐架進出電氣部位，進行檢修作業。

7 結束語

在新工具研制成功后，分別于2014-10-22、2015-01-10在公司運維的±800 kV天中線3516#、3520#兩基桿塔上進行了現場應用試驗。通過應用發現，該工具重量輕、強度高、結構合理、安全可靠、容易操作，最大程度地為作業人員提供可靠的安全保障，提高人員進出四聯耐張串的作業效率，實現了項目預期的目標。同時，本項目研制的支撐架經過型式試驗、電氣試驗和現場應用證明，具有良好的通用性和安全性，可以大大提高作業效率，具有巨大的市場和廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]郝旭東，紀建民，智潤倉，等.帶電更換500 kV直線轉角塔絕緣子串通用工具研制[J].華北電力技術，2008（2）：8-11.

[2]王泳.帶電更換500 kV輸電線路耐張絕緣子工具的研制簡介[J].電力系統裝備，2003（8）：74-75.

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作者簡介：韓志軍（1976—），男，山西太原人，高級技師，主要從事超特高壓輸電線路運維檢修、帶電作業方面的工作。李海峰（1976—），男，山西呂梁人，高級工程師，2004年畢業于太原理工大學電力系統及自動化專業，主要從事超特高壓輸電線路運維檢修、帶電作業方面的工作。全明睿（1986—），男，山西運城人，助理工程師，2008年畢業于華北電力大學電力系統及其自動化專業，主要從事超特高壓輸電線路運維檢修、帶電作業方面的工作。

〔編輯：王霞〕