一種帶電更換雙聯耐張絕緣子串工新型器具的研制與應用

李　斌　洪　軍　劉西營

（國網濟寧供電公司，濟寧272000）

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一種帶電更換雙聯耐張絕緣子串工新型器具的研制與應用

李斌洪軍劉西營

（國網濟寧供電公司，濟寧272000）

摘要：針對傳統更換110kV耐張雙聯絕緣子串方法所存在的不足，通過研制新型工器具——雙側掛鉤托瓶架，開發出一套新的作業方法。新的作業方法不僅提高了工作效率，降低了勞動強度，同時在零值、低值絕緣子片數滿足安全要求的情況下可以進行帶電作業，有利于供電可靠性的提高，更好地保證了安全生產。

關鍵詞：帶電作業耐張雙聯絕緣子串托瓶鉤雙側掛鉤托瓶架

引言

隨著輸電線路負荷的快速增長，為保證線路的安全穩定運行，傳統使用的耐張單串絕緣子將逐步更換為雙聯耐張絕緣子串，而已經采用雙聯耐張絕緣子串的線路由于老化、損壞、失去絕緣性能等原因也需要進行更換。

傳統的更換雙聯耐張絕緣子串方法所使用的托瓶鉤工器具，由于其先天性的設計缺陷，導致其更換作業時間長、勞動強度大、參與人員多。同時，由于它無法保證足夠的安全距離，通常需要進行停電作業，極大地影響著電網的安全穩定運行。而通過研制新型工器具——雙側掛鉤托瓶架，提出了一套新的更換雙聯耐張絕緣子串作業方法，很好地解決了這些問題。

1 現狀分析

1.1 現行托瓶鉤工器具的構造

現行的托瓶鉤工器具由起吊拉環、軸承、單側掛鉤、固定銷組成。圖1為傳統的110kV托平鉤工器具示意圖。

圖1 現行使用的托瓶架工器具

現行使用的托瓶鉤工器具由于只有單側掛鉤，只能起吊單串絕緣子，對雙聯耐張絕緣子串不能一次性完成起吊，需要分兩次起吊或借助其他工具，大大延長了作業時間，增加了勞動強度。

1.2 傳統的更換雙聯耐張絕緣子串作業方法

對于更換耐張雙聯絕緣子串，目前國內外主要是通過停電方法進行作業。而當安全距離得以保證的情況下，也可以通過絲桿緊線托瓶鉤法進行雙聯耐張絕緣子串改雙聯耐張絕緣子串作業。

1.2.1 耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串停電作業法

由于傳統更換絕緣子串所使用的工器具托瓶鉤在吊下舊的單聯整串絕緣子后，無法一次性起吊新的雙聯絕緣子串，而使用絕緣傳遞繩系住兩端的情況下安全距離又不能滿足要求，因此耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串作業只能停電進行。

圖2 單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串停電作業示意圖

圖2為耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串停電作業示意圖。對于耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串停電作業，更換絕緣子串前首先需要轉移導線張力，具體步驟為：

（1）地面電工配合塔上電工，將絕緣硬梯牽引到橫擔適當高度，待塔上電工將絕緣硬梯可靠掛在導線上，導線端電工攜帶絕緣傳遞繩、無極傳遞繩（帶絕緣滑車、絕緣繩套）沿絕緣硬梯進入導線端（當帶電作業時，若絕緣硬梯懸掛角度不能滿足要求，可采用軟梯進入電場［1］）。

（2）地面電工配合將后備導線卡頭、高強度杜邦繩傳遞至等電位電工處，等電位電工選取合適位置卡在導線上后，將高強度杜綁繩與后備導線卡頭可靠連接。塔上地電位人員將杜邦繩另一端用絕緣傳遞繩拉至橫擔處，并可靠固定在橫擔上合適位置。

（3）地面電工根據高強度杜邦繩長度，在地面適當位置將地錨鉆入地下，用U型環連接手扳葫蘆一端。手扳葫蘆另一端通過鋼絲繩套與高強度杜邦繩地面一頭相連。轉動手扳葫蘆，高強度杜邦繩收緊導線，從而使導線荷重轉移到地錨處。

（4）在轉移導線張力后，地面電工配合塔上電工，用托瓶鉤可靠托住待更換的單聯耐張絕緣子串，用手扳葫蘆收緊導線使絕緣子串松弛。塔上導線側電工和橫擔側電工分別將單聯絕緣子串兩端的彈簧銷取下，地面電工用手動絞磨緩慢吊下單聯絕緣子串，然后用絕緣傳遞繩系住新的整裝雙聯絕緣子串，再用絞磨送至塔上作業處。

采用這種方法，塔上人員的勞動強度較大，同時需要停電作業，不利于提高供電可靠性。

1.2.2 傳統的帶電更換耐張雙聯絕緣子串作業法

傳統的耐張雙聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串帶電作業法一般也是采用停電業，具體過程和耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串類似，此處重點介紹傳統的耐張雙聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串帶電作業方法，即絲桿緊線法［2］。這種方法常用于220kV及以上［3］耐張雙聯絕緣子串的更換，對于110kV耐張雙聯絕緣子串的更換較少用到。為與本文所提出的新型帶電更換耐張雙聯絕緣子串作業方法進行對比，特作介紹。

首先，塔上電工與地面作業人員配合，將絕緣軟梯（角度合適情況下亦可以使用絕緣硬梯）掛在導線上，并掛好等電位人體后備保護繩，等電位電工系好保護繩后沿軟梯進入強電場線夾處。地面作業人員分別將前后卡具、絕緣拉板、托瓶鉤、絲桿等通過絕緣傳遞繩傳遞至塔上。其次，塔上地電位電工和等電位電工配合在二聯板上裝好前、后卡具，并用托瓶架托住對應的絕緣子串。塔上地電位電工收緊絲桿使絕緣子串松弛，使其重量全部落在托瓶鉤上。地電位電工和等電位電工分別拔下絕緣子串兩端的彈簧銷，取出碗頭，使絕緣子串與前后聯板脫離。地面電工用絞磨將舊絕緣子串傳遞至地面，然后用托瓶鉤將新絕緣子串傳遞至塔上作業處。塔上地電位電工和等電位電工安裝好碗頭和彈簧銷，地電位電工將絲桿松弛，使新絕緣子串逐漸受力。最后，用同樣的方法將另一串絕緣子串更換掉。

圖3 絲桿緊線托瓶鉤法更換耐張雙聯絕緣子串

絲桿緊線托瓶鉤法更換耐張雙聯絕緣子串示意圖如圖3所示。這種方法不需要通過地錨、手扳葫蘆等轉移導線張力，同時在安全距離得以保證的情況下可以帶電進行作業，對電網的安全與穩定影響較小。但是，這種方法由于絲桿與絕緣拉板連接處是金屬接頭，至少短接1片絕緣子，因此，若是存在零值或低值絕緣子，則不能保證足夠的安全距離。此外，這種方法需要更換兩次，在桿塔上進行卡具、絕緣拉板和緊線絲杠安裝時，等電位、地電位作業人員動作范圍不能過大，所需時間長、塔上電工勞動強度大。

2 新型更換耐張雙聯絕緣子串帶電作業方法

2.1 新型工器具雙側掛鉤托瓶架的構造

針對傳統的單側掛鉤托瓶架工器具在更換作業中所表現出的缺點，對其結構形式進行創新設計。其中，110kV雙側掛鉤托瓶架主軸長976cm，承重軸兩側各有4個托瓶鉤，相鄰的兩個雙側掛鉤相距300cm，且承重軸上設計有2個起吊拉環。該雙側掛鉤托瓶架電氣性能、機械性能等［4］滿足絕緣托瓶架通用技術條件［5］要求。

由于雙側掛鉤托瓶架在起吊過程中不僅承受絕緣子串的垂直重力，而且必定會承受水平荷載，因此必須設計相應的固定環與固定棒，在單片絕緣鉤之間加以固定，以防在雙串絕緣子上下傳遞過程中左右擺動，對絕緣鉤造成嚴重的破壞。其中，承重軸和固定棒穿過雙側掛鉤；每一雙側掛鉤兩側各有一固定環，固定銷嵌在固定環和承重軸、固定環和固定棒里。雙側掛鉤、固定環、固定銷及起吊拉環設計圖如圖4所示。

圖4 雙側掛鉤、固定環、固定銷及起吊拉環設計圖

雙聯串絕緣子經傳遞繩傳遞到桿塔上，在安裝前絕緣子因橫向應力作用會發生角度偏差。針對此種情況，必須設計出合理的絕緣調位棒，由地電位電工使用絕緣調位棒將雙串絕緣子調整到與導線方向一致后進行安裝。雙側掛鉤托瓶架及絕緣調位棒整體效果圖如圖5所示。

雙側掛鉤托瓶架可以一次性起吊整裝的雙聯絕緣子串，因此作業時可以實現一次性帶電更換。這個過程時間短，塔上電工勞動強度低，可作為帶電更換220kV及110kV耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串（或耐張雙聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串）的通用工器具。

2.2 新型帶電更換耐張雙聯絕緣子串作業方法

圖5 雙側掛鉤托瓶架及絕緣調位棒整體效果圖

新型工器具——雙側掛鉤托瓶架不僅可以起吊雙聯絕緣子串，也可以用其中一側掛鉤吊起單聯絕緣子串。因此，這種工器具既可以用于耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串作業，也可以用于耐張雙聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串作業。

以耐張雙聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串作業為例，方法如下：首先，塔上地電位電工用絕緣調位棒將絕緣起重繩一端從雙聯絕緣子串中間穿過，由地面電工可靠系在雙側掛鉤托瓶架上，然后同過絞磨傳遞至作業處，再由塔上地電位電工用絕緣調位棒使其可靠托住雙聯絕緣子串，通過手扳葫蘆轉移導線張力使雙聯絕緣子串松弛，等電位電工和塔上地電位電工取下雙聯絕緣子串帶電側和橫擔側彈簧銷，取下絕緣子串。地面電工用絞磨收緊起重繩，將舊雙聯絕緣子串傳遞到地面。

地面電工將事先準備好的新的整裝雙聯絕緣子串放在雙側掛鉤托瓶架上，使用絞磨將其勻速牽引到塔上作業處。塔上地電位電工需要用絕緣調位棒配合地面電工，將雙聯絕緣子串調至合適位置，以便等電位電工安裝導線側U型環和彈簧銷。而后由地電位電工使用絕緣調位棒鉤住雙聯絕緣子串橫擔側U型環并拉至橫擔側安裝處。安裝好橫擔側彈簧銷后，轉動手扳葫蘆使新的雙聯絕緣子串逐漸受力。經檢查連接可靠，地面人員將雙側掛鉤托瓶架用絞磨傳遞至地面，等電位人員撤出電場。

圖6 110kV耐張雙聯絕緣子串示意圖

如圖6所示，在使用雙側掛鉤托瓶架進行帶電更換110kV耐張絕緣子串時，橫擔側地電位電工只需將與聯板連接的U型環卸下，而導線側等電位人員只需將與導線壓接管（或耐張線夾）連接的U型環取下即可。作業人員身體任何部位均無須越過聯板進行作業，因此避免了因安全距離不夠帶來的風險，且作業時間更短，參與人員少，勞動強度低，不用停電作業。

3 新型作業方法效果檢測及優缺點的對比分析

3.1 新型作業方法效果檢測

為檢驗這種新型作業方法的效果，特在濟寧110kV電解I線#6耐張塔上進行了耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串實驗。

圖7 雙側掛鉤托瓶架起吊示意圖

雙側掛鉤托瓶架起吊示意圖如圖7所示。使用雙側掛鉤托瓶架起吊時，首先將雙聯絕緣子串均勻放置于托瓶架上，然后轉動手動絞磨進行起吊，同時地面電工使用絕緣繩使雙側掛鉤托瓶架向鐵塔反方向受力，防止觸碰塔材。

圖8 等電位電工進入現場瞬間

圖9 安裝新雙聯耐張絕緣子串

等電位電工進入電場可以采用絕緣硬梯。但是，如果絕緣硬梯與導線方向不能滿足安全要求，則需要使用軟梯進入電場。圖8為等電位電工通過絕緣硬梯進入電場的瞬間。

圖9為塔上地電位電工和等電位電工正在安裝新的雙聯絕緣子串。在新的雙聯絕緣子串起吊至作業處時，需要地面電工用絕緣牽引繩使雙聯絕緣子串朝等電位電工處受力，同時塔上地電位電工需要用絕緣調位棒調節雙聯絕緣子串，使其相應的安裝端朝向導線側線夾處。作業時，地電位電工動作幅度不可過大，以防將身體暴漏在橫擔塔材外面導致安全距離不夠，而等電位電工應等雙聯絕緣子串導線側安裝端接近耐張線夾處時，才可伸手去拉聯板或U型環，進而進行導線側的安裝。

本次耐張單聯絕緣子串改耐張雙聯絕緣子串帶電作業，用時38分鐘，作業過程安全可靠，取得了良好效果，證明了新作業方法的可實施性。

3.2 不同作業方法優缺點對比分析

4 結論

新型工器具雙側掛鉤托瓶架的研制成功，有效解決了傳統110kV耐張絕緣子雙聯串更換所存

在的問題，且這種工器具構造精巧，操作簡單，全壽命周期成本低，使用可靠安全。此外，由此開發出的這套新的作業方法對提高供電可靠性、電網安全效益和經濟效益有著積極作用，有利于在整個系統內進行應用和推廣。

表1 不同作業方法優缺點對比分析

參考文獻

［1］吳萍，王海亮.利用絕緣軟梯進入等電位的帶電作業研究［J］.電氣工程與自動化，2011，（27）：27-28.

［2］曹國文.帶電更換220kV耐張串金具的工器具研制和應用［J］.內蒙古電力技術，2011，（5）：82-83.

［3］石巖龍，閆世濤，劉影強.帶電更換750kV耐張雙聯絕緣子串方法探討［J］.高壓電器，2010，（11）：9-11.

［4］莊清臣，閆東，楊源龍，等.電氣絕緣工具及其試驗［J］.河南電力，1998，（4）：22-24.

［5］易輝，張麗華.DL/T699-1999《帶電作業用絕緣托瓶架通用技術條件》介紹［J］.電力標準化與計量，2000，（3）：6-8.

Development and Application of A New Type of Equipment for the Replacement of Double Tension Insulator String

LI Bin,HONG Jun,LIU Xiying
（State Grid Jining power supply company, Jining 272000）

Abstract:For traditional replacement of 110kV tension double insulator strings are insufficient and the development of new instruments, bilateral linked the bottle supporting bracket developed a new working method, improve the work efficiency, reduce the labor intensity, also at zero and low value of insulating film meet the safety requirements can be live working, is conducive to the improvement of power supply reliability, better ensures the safety in production.

Key words:live line work, resistance to tension and double insulator string, supporting bottle hook, two side hook bracket