500?kV?ZBV型塔V型絕緣子帶電更換技術(shù)研究

陶留海，徐 飛，李忠民，楊朝鋒，張建輝，郭海云

（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州 450000；2.河南電力博大科技有限公司，河南 鄭州450001；3.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心，河南 鄭州 450052）

500?kV?ZBV型塔V型絕緣子帶電更換技術(shù)研究

陶留海1，徐 飛2，李忠民1，楊朝鋒1，張建輝1，郭海云3

（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州 450000；2.河南電力博大科技有限公司，河南 鄭州450001；3.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心，河南 鄭州 450052）

通過(guò)對(duì)某500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔帶電更換中相V型絕緣子串項(xiàng)目進(jìn)行分析研究，介紹了項(xiàng)目研究技術(shù)路線(xiàn)、項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析、操作步驟和安全注意事項(xiàng)，成功實(shí)施了更換方案，對(duì)今后500 kV線(xiàn)路ZBV型塔中相帶電作業(yè)的開(kāi)展具有借鑒意義。

500kV線(xiàn)路；ZBV型塔；V型絕緣子；帶電更換

0　引言

某500 kV超高壓輸電線(xiàn)路于2008-07-16建成投運(yùn)。2014年7月，該500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔中相V型絕緣子串右串出現(xiàn)塔身端第10，22，23，24片玻璃自爆絕緣子的緊急缺陷，需進(jìn)行帶電更換。500 kV輸電線(xiàn)路ZBV型塔帶電更換中相V型絕緣子串右串玻璃自爆絕緣子在此地尚屬首次。

為了保證該工作安全順利的完成，該線(xiàn)路所屬公司高度重視，按照帶電作業(yè)工作管理規(guī)定相關(guān)要求，組成相關(guān)研究小組，進(jìn)行認(rèn)真的現(xiàn)場(chǎng)勘察，確認(rèn)了項(xiàng)目的可行性，制訂詳細(xì)的作業(yè)方案，并認(rèn)真組織實(shí)施，最終取得了成功。以下介紹該項(xiàng)目研究技術(shù)路線(xiàn)、項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析、操作步驟和安全注意事項(xiàng)。

1　項(xiàng)目研究技術(shù)路線(xiàn)

（1） 學(xué)習(xí)帶電作業(yè)文件、標(biāo)準(zhǔn)，查閱線(xiàn)路設(shè)計(jì)圖紙，確定本次帶電作業(yè)項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)。

（2） 對(duì)該500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔帶電作業(yè)地點(diǎn)的安全距離進(jìn)行校核，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)地形情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。

（3） 利用掌握的不同工況下導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地距離關(guān)鍵數(shù)據(jù)，校驗(yàn)作業(yè)時(shí)相間距離是否滿(mǎn)足帶電作業(yè)的要求，編制相應(yīng)的作業(yè)方法和預(yù)防措施。

2　項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)分析

保證帶電作業(yè)安全的3項(xiàng)技術(shù)條件：

（1） 流經(jīng)人體的電流不超過(guò)人體的感知水平（1 mA）；

（2） 人體體表場(chǎng)強(qiáng)不超過(guò)人體的感知水平（240 kV/m）；

（3） 保證人身與帶電體有足夠的安全距離。

本次新項(xiàng)目研究主要從如何保證以上3項(xiàng)技術(shù)條件入手，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)逐一分析，以形成明確的結(jié)論。

2.1500 kV帶電作業(yè)人員的安全防護(hù)

電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 966—2005《送電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》第6.2.1條規(guī)定：“在330-500 kV塔上作業(yè)的地電位電工應(yīng)穿全套高壓靜電防護(hù)服或屏蔽服（包括帽、衣、褲、鞋和手套）。”第6.2.4條規(guī)定：“在強(qiáng)電場(chǎng)下用絕緣傳遞繩索傳遞大、長(zhǎng)金屬物件時(shí)，必須先行接地才能徒手觸及。”

2.2與帶電作業(yè)有關(guān)的線(xiàn)路參數(shù)

2.2.1對(duì)接地體的最小空氣間隙

查閱工程總說(shuō)明書(shū)，本工程海拔高度在500 m以下。本區(qū)段路徑海拔高度小于100 m，操作過(guò)電壓倍數(shù)取2.0倍。根據(jù)國(guó)家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》要求，本線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)和帶電體對(duì)接地體的最小空氣間隙按下表所列數(shù)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。其空氣間隙如表1所示。

2.2.2導(dǎo)線(xiàn)參數(shù)

本線(xiàn)路采用4×LGJ-400/35鋼芯鋁絞線(xiàn)，每相四分裂，子導(dǎo)線(xiàn)正方形排列，間距450 mm。最大使用張力39 122 N，安全系數(shù)2.52。

2.2.3玻璃絕緣子參數(shù)

該500 kV線(xiàn)路138號(hào)塔、139號(hào)塔中相都采用V形玻璃絕緣子串懸掛方式，V形串絕緣子型號(hào)為V*2*28*FC16P/155。玻璃絕緣子主要尺寸和電性能如表2所示。

表2　玻璃絕緣子主要尺寸和電性能

2.3帶電作業(yè)規(guī)程、技術(shù)導(dǎo)則中的主要技術(shù)要求

該500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔，海拔高度在500 m以下，查閱《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線(xiàn)路部分）》和DL/T 966—2005《送電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》，并列出主要規(guī)定要求如下。

（1） 地電位作業(yè)人員與帶電體間的距離和等電位作業(yè)人員與接地構(gòu)件間的距離應(yīng)不小于3.2 m的安全距離要求。

（2） 中間電位作業(yè)以及進(jìn)入或脫離等電位過(guò)程中，作業(yè)人員與帶電體及接地構(gòu)件形成的組合間隙應(yīng)不小于3.9 m的組合間隙要求。

（3） 絕緣承力工具（拉、吊桿）和絕緣繩索的最小有效絕緣長(zhǎng)度應(yīng)不小于絕緣承力工具、絕緣繩索4.0 m。

（4） 等電位作業(yè)人員沿絕緣子串進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，最小組合間隙不小于4.0 m，扣除人體短接和零值的絕緣子片數(shù)后，良好絕緣子的片數(shù)不準(zhǔn)小于23片。

2.4現(xiàn)場(chǎng)勘察情況

為了判斷本作業(yè)項(xiàng)目的可行性，2014-06-23，帶電作業(yè)班組到139號(hào)塔進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察。現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果為：中相橫擔(dān)下平面至帶電均壓環(huán)垂直距離5.2 m，水平距離4.5 m，斜距4.7 m，最近距離4.0 m；橫擔(dān)寬度119.5 cm，施工眼孔距15 cm，使用Φ20螺絲，中心花板厚度7 mm，孔護(hù)邊離花板邊距3 cm，具體如圖1所示。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，各數(shù)據(jù)符合帶電作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，作出可以進(jìn)行帶電作業(yè)的結(jié)論。

圖1　139號(hào)塔塔窗尺寸

2.5主要工器具受力計(jì)算與選擇

2.5.1計(jì)算所需參數(shù)

500 kV線(xiàn)路138號(hào)塔，塔型：ZBV1-33，水平檔距Lh=435 m；500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔，塔型：ZBV1-33，水平檔距Lh=450 m。

138，139號(hào)塔垂直檔距均按照480 m估算，垂直檔距內(nèi)間隔棒數(shù)量按照8個(gè)（每個(gè)重力為85 N）估算，4個(gè)線(xiàn)夾（每個(gè)重力為39.5 N），2名等電位電工（每名重力為650 N）。

2.5.2提線(xiàn)裝置的選擇

單套提線(xiàn)裝置由橫擔(dān)側(cè)施工孔接頭、絕緣拉棒、導(dǎo)線(xiàn)側(cè)收緊四線(xiàn)提線(xiàn)器組成。在中橫擔(dān)中部位置采用2套提線(xiàn)器同時(shí)提線(xiàn)工況下的受力分析。

考慮不均勻系數(shù)1.2，求得1套提線(xiàn)器最大受力P=0.5×1.2×（4×4.1×425.24×480/100+8× 85+4×39.5）+650=21 237.7 N；式中4.1為導(dǎo)線(xiàn)截面積，單位cm2，425.24為百米檔距對(duì)應(yīng)的垂直比載，480/100為百米檔距對(duì)應(yīng)數(shù)值。

考慮安全系數(shù)2.5，提線(xiàn)器拉力G=21 237.7× 2.5=53 094.25 N，即需要承受55 kN以上的拉力的提線(xiàn)器。

2.5.3絕緣子串主承力絕緣繩選擇

絕緣子串總質(zhì)量：28×7.2=201.6 kg；帶電作業(yè)時(shí)做主承力繩索和絕緣滑車(chē)組的安全系數(shù)取3.0；絕緣繩受力201.6×3.0×9.8=5 929 N，選用直徑16 mm絕緣繩。

2.6主要工器具尺寸計(jì)算

本次工器具尺寸計(jì)算主要是為確定整套吊線(xiàn)工具的組合尺寸。這一組合尺寸是由橫擔(dān)中心下平面距2，3線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)上平面間的垂直距離決定的。經(jīng)查閱圖紙和計(jì)算，求出橫擔(dān)中心下平面距2，3線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)上平面間的垂直距離大約為5.2 m。根據(jù)這一尺寸，并適當(dāng)考慮由于金具加工誤差累計(jì)的量，選擇工器具。

2.7主要作業(yè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

2.7.1進(jìn)電場(chǎng)方式

進(jìn)電場(chǎng)方式采用絕緣軟梯法進(jìn)入等電位。要求有2點(diǎn)：一是絕緣軟梯懸掛位置在距離塔身7 m以外的中相導(dǎo)線(xiàn)上；二是保證等電位作業(yè)電工進(jìn)出等電位的組合間隙不小于3.9 m，等電位作業(yè)人員在絕緣子附近轉(zhuǎn)移作業(yè)位置時(shí)要控制操作動(dòng)作幅度，身體各部位與塔窗接地體的安全距離不小于3.2 m。

2.7.2吊線(xiàn)方式

本次吊線(xiàn)采用導(dǎo)線(xiàn)側(cè)收緊起吊導(dǎo)線(xiàn)方式（施工孔連接接頭+絕緣拉棒+導(dǎo)線(xiàn)側(cè)收緊四線(xiàn)提線(xiàn)器）。要求主要有2點(diǎn)：一是帶電作業(yè)用絕緣承力工具、絕緣繩索的有效絕緣長(zhǎng)度不小于3.7 m。二是絕緣提線(xiàn)器的額定工作負(fù)荷不小于55 kN。

2.7.3絕緣子側(cè)拆除和安裝

中相V串玻璃絕緣子自爆處理的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是，整串玻璃絕緣子的更換過(guò)程中對(duì)塔窗內(nèi)帶電作業(yè)安全距離的控制和導(dǎo)線(xiàn)側(cè)絕緣子的拆除和安裝。主要有以下幾點(diǎn)要求：

（1） 首先使用雙提線(xiàn)器進(jìn)行中相兩側(cè)導(dǎo)線(xiàn)垂直提線(xiàn)；在右串絕緣子連接點(diǎn)聯(lián)板和對(duì)應(yīng)水平塔窗點(diǎn)位置設(shè)置3-3絕緣滑車(chē)組進(jìn)行預(yù)收緊，防止導(dǎo)線(xiàn)側(cè)絕緣子連接處摘除后向另一側(cè)傾斜位移。在恢復(fù)時(shí)進(jìn)行輔助連接。

（2） 絕緣子更換要求使用絕緣托瓶架和2-2滑車(chē)組進(jìn)行控制，放置垂直位置后，摘除橫擔(dān)側(cè)連接，將絕緣子落至地面更換或在塔上合適位置進(jìn)行更換。

（3） 此作業(yè)過(guò)程比較復(fù)雜，也是整個(gè)作業(yè)的難點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)，必須高度重視和嚴(yán)格遵守安規(guī)規(guī)定。必須保證扣除人體短接后的良好絕緣子片數(shù)不少于23片。保證等電位電工與接地體、地電位電工與帶電體安全距離不小于3.2 m。任何作業(yè)過(guò)程中的組合間隙不得小于3.9 m。

3　作業(yè)方案

3.1作業(yè)方法

采用等電位與地電位結(jié)合作業(yè)法。

3.2人員組織

工作負(fù)責(zé)人1名，塔上安全監(jiān)護(hù)人1名，地電位作業(yè)人員3名，等電位作業(yè)人員2名，地面作業(yè)人員6名。共計(jì)13名。

3.3主要工器具

主要工器具見(jiàn)表3。

表3　主要工器具表

3.4操作步驟

（1） 地面電工確認(rèn)線(xiàn)路名稱(chēng)和塔號(hào)、桿塔檢查，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境測(cè)量和工器具組裝檢查、絕緣測(cè)試；對(duì)屏蔽服進(jìn)行連接檢查和電阻測(cè)量；對(duì)玻璃絕緣子外觀(guān)進(jìn)行檢查，并將結(jié)果報(bào)告給工作負(fù)責(zé)人，做好準(zhǔn)備工作。

（2） 塔上地電位電工攜帶激光測(cè)距儀登塔，校核量取作業(yè)距離是否符合安全距離要求，并向工作負(fù)責(zé)人匯報(bào)，得到確認(rèn)和開(kāi)工許可命令后方可進(jìn)行下一步工作。

（3） 地電位電工攜帶絕緣傳遞繩到達(dá)作業(yè)位置，選擇合適位置掛好絕緣傳遞繩，地面人員依次傳遞操作桿、跟頭滑車(chē)等進(jìn)電場(chǎng)工具，地電位電工將進(jìn)電場(chǎng)工具安裝在作業(yè)相導(dǎo)線(xiàn)上。

（4） 地面電工依次傳遞橫擔(dān)側(cè)卡具，收緊絲杠、絕緣拉棒、滑車(chē)組和導(dǎo)線(xiàn)提線(xiàn)器、絕緣托瓶架等吊線(xiàn)工具；地電位電工配合安裝好橫擔(dān)側(cè)卡具、絕緣拉棒、絕緣托瓶架等工器具。

（5） 地面電工將軟梯支架、絕緣軟梯懸掛在作業(yè)相導(dǎo)線(xiàn)上。等電位電工攀登軟梯進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)，攀登過(guò)程中地面電工控制好等電位電工的保護(hù)繩。得到工作負(fù)責(zé)人許可后，2名等電位電工在塔上地電位電工的配合下依次進(jìn)入電場(chǎng)。

（6） 塔上地電位電工配合等電位電工安裝、收緊提線(xiàn)器提升導(dǎo)線(xiàn)，安裝托瓶架。

（7） 導(dǎo)線(xiàn)荷載轉(zhuǎn)移至絕緣拉棒后，等電位電工拆開(kāi)導(dǎo)線(xiàn)側(cè)絕緣子與碗頭的連接。

（8） 地電位電工控制滑車(chē)組繩索將托瓶架同絕緣子呈垂直狀態(tài)放置。

（9） 地電位電工使用絕緣繩索將絕緣子串拉至橫擔(dān)附近位置逐片進(jìn)行破損絕緣子的更換。絕緣子更換完畢后，依照相反的程序，在滑車(chē)組的配合下復(fù)位絕緣子的連接。

（10） 絕緣子復(fù)位后，等電位電工檢查連接后走線(xiàn)至塔身外側(cè)7 m以外，攀登軟梯退出強(qiáng)電場(chǎng)。

（11） 將塔上工器具利用絕緣傳遞繩依次傳遞下塔。

（12） 塔上監(jiān)護(hù)人檢查確認(rèn)塔上無(wú)遺留物后，塔上人員依次下塔。

（13） 作業(yè)結(jié)束，清理作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，匯報(bào)作業(yè)情況給現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人，終結(jié)工作。

3.5現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

2014-06-25，該500 kV線(xiàn)路139號(hào)塔成功進(jìn)行了ZBV型塔帶電更換中相V型絕緣子串。

4　結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于500 kV交流輸電線(xiàn)路ZBV型塔中相帶電更換V串絕緣子的非常規(guī)帶電作業(yè)新項(xiàng)目，必須進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)試驗(yàn)和停電模擬操作，制定完備的安全、技術(shù)和組織措施，編制相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，經(jīng)公司帶電作業(yè)專(zhuān)責(zé)人審查，主管副經(jīng)理或總工程師批準(zhǔn)后方可采用和進(jìn)行。

對(duì)于中相空間緊湊的小塔窗，使用懸掛在塔窗7 m外側(cè)導(dǎo)線(xiàn)的絕緣軟梯進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)是一種科學(xué)的常用方法。對(duì)于23片臨界良好絕緣子片數(shù)的V型串采用雙絕緣拉棒提線(xiàn)方式，使用托瓶架將絕緣子從傾斜放至垂直進(jìn)行更換也是保證安全作業(yè)的科學(xué)方法。

1 胡 毅，劉 凱.超/特高壓交直流輸電線(xiàn)路帶電作業(yè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2011.

2 丁一正，談克雄.帶電作業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1998.

3 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 19185—2008交流線(xiàn)路帶電作業(yè)安全距離計(jì)算方法［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

4 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 26859—2010電力（業(yè)）安全工作規(guī)程［S］.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2012.

5 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì).DL/T 966—2005送電線(xiàn)路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

2015-08-24；

2016-03-23。

陶留海（1978-），男，高級(jí)工程師，高級(jí)技師，主要從事超、特高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修、帶電作業(yè)等方面的管理和研究工作，email：ycgy tlh@126.com。

徐 飛（1983-），男，高級(jí)工程師，主要從事輸電線(xiàn)路牽張?jiān)O(shè)備的管理和研究工作。

李忠民（1979-），男，高級(jí)工程師，主要從事超、特高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修等方面的管理和研究工作。

楊朝鋒（1978-），男，高級(jí)工程師，主要從事超、特高壓輸電線(xiàn)路運(yùn)維檢修等方面的管理和研究工作。

張建輝（1970-），男，高級(jí)工程師，主要從事超、特高壓輸電線(xiàn)路建設(shè)、運(yùn)維檢修等方面的管理和研究工作。

郭海云（1973-），男，高級(jí)工程師，主要從事輸電線(xiàn)路專(zhuān)業(yè)的教學(xué)工作。