500?kV?ZBV型塔V型絕緣子帶電更換技術研究

陶留海，徐 飛，李忠民，楊朝鋒，張建輝，郭海云

（1.國網(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.國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓中心，河南 鄭州 450052）

500?kV?ZBV型塔V型絕緣子帶電更換技術研究

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.國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓中心，河南 鄭州 450052）

通過對某500 kV線路139號塔帶電更換中相V型絕緣子串項目進行分析研究，介紹了項目研究技術路線、項目關鍵技術難點分析、操作步驟和安全注意事項，成功實施了更換方案，對今后500 kV線路ZBV型塔中相帶電作業(yè)的開展具有借鑒意義。

500kV線路；ZBV型塔；V型絕緣子；帶電更換

0　引言

某500 kV超高壓輸電線路于2008-07-16建成投運。2014年7月，該500 kV線路139號塔中相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，需進行帶電更換。500 kV輸電線路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)定相關要求，組成相關研究小組，進行認真的現(xiàn)場勘察，確認了項目的可行性，制訂詳細的作業(yè)方案，并認真組織實施，最終取得了成功。以下介紹該項目研究技術路線、項目關鍵技術難點分析、操作步驟和安全注意事項。

1　項目研究技術路線

（1） 學習帶電作業(yè)文件、標準，查閱線路設計圖紙，確定本次帶電作業(yè)項目的關鍵點。

（2） 對該500 kV線路139號塔帶電作業(yè)地點的安全距離進行校核，對作業(yè)現(xiàn)場地形情況進行實地調查。

（3） 利用掌握的不同工況下導線對地距離關鍵數(shù)據(jù)，校驗作業(yè)時相間距離是否滿足帶電作業(yè)的要求，編制相應的作業(yè)方法和預防措施。

2　項目關鍵技術難點分析

保證帶電作業(yè)安全的3項技術條件：

（1） 流經(jīng)人體的電流不超過人體的感知水平（1 mA）；

（2） 人體體表場強不超過人體的感知水平（240 kV/m）；

（3） 保證人身與帶電體有足夠的安全距離。

本次新項目研究主要從如何保證以上3項技術條件入手，對關鍵技術難點逐一分析，以形成明確的結論。

2.1500 kV帶電作業(yè)人員的安全防護

電力行業(yè)標準DL/T 966—2005《送電線路帶電作業(yè)技術導則》第6.2.1條規(guī)定：“在330-500 kV塔上作業(yè)的地電位電工應穿全套高壓靜電防護服或屏蔽服（包括帽、衣、褲、鞋和手套）。”第6.2.4條規(guī)定：“在強電場下用絕緣傳遞繩索傳遞大、長金屬物件時，必須先行接地才能徒手觸及。”

2.2與帶電作業(yè)有關的線路參數(shù)

2.2.1對接地體的最小空氣間隙

查閱工程總說明書，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，操作過電壓倍數(shù)取2.0倍。根據(jù)國家電力行業(yè)標準DL/ T 620—1997《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》要求，本線路導線和帶電體對接地體的最小空氣間隙按下表所列數(shù)值進行設計。其空氣間隙如表1所示。

2.2.2導線參數(shù)

本線路采用4×LGJ-400/35鋼芯鋁絞線，每相四分裂，子導線正方形排列，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線路138號塔、139號塔中相都采用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、技術導則中的主要技術要求

該500 kV線路139號塔，海拔高度在500 m以下，查閱《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線路部分）》和DL/T 966—2005《送電線路帶電作業(yè)技術導則》，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)人員與接地構件間的距離應不小于3.2 m的安全距離要求。

（2） 中間電位作業(yè)以及進入或脫離等電位過程中，作業(yè)人員與帶電體及接地構件形成的組合間隙應不小于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度應不小于絕緣承力工具、絕緣繩索4.0 m。

（4） 等電位作業(yè)人員沿絕緣子串進入強電場時，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)不準小于23片。

2.4現(xiàn)場勘察情況

為了判斷本作業(yè)項目的可行性，2014-06-23，帶電作業(yè)班組到139號塔進行了現(xiàn)場勘察。現(xiàn)場勘察結果為：中相橫擔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，孔護邊離花板邊距3 cm，具體如圖1所示。根據(jù)現(xiàn)場勘查，各數(shù)據(jù)符合帶電作業(yè)的標準，作出可以進行帶電作業(yè)的結論。

圖1　139號塔塔窗尺寸

2.5主要工器具受力計算與選擇

2.5.1計算所需參數(shù)

500 kV線路138號塔，塔型：ZBV1-33，水平檔距Lh=435 m；500 kV線路139號塔，塔型：ZBV1-33，水平檔距Lh=450 m。

138，139號塔垂直檔距均按照480 m估算，垂直檔距內間隔棒數(shù)量按照8個（每個重力為85 N）估算，4個線夾（每個重力為39.5 N），2名等電位電工（每名重力為650 N）。

2.5.2提線裝置的選擇

單套提線裝置由橫擔側施工孔接頭、絕緣拉棒、導線側收緊四線提線器組成。在中橫擔中部位置采用2套提線器同時提線工況下的受力分析。

考慮不均勻系數(shù)1.2，求得1套提線器最大受力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為導線截面積，單位cm2，425.24為百米檔距對應的垂直比載，480/100為百米檔距對應數(shù)值。

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

2.5.3絕緣子串主承力絕緣繩選擇

絕緣子串總質量：28×7.2=201.6 kg；帶電作業(yè)時做主承力繩索和絕緣滑車組的安全系數(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主要工器具尺寸計算

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

2.7主要作業(yè)技術關鍵點

2.7.1進電場方式

進電場方式采用絕緣軟梯法進入等電位。要求有2點：一是絕緣軟梯懸掛位置在距離塔身7 m以外的中相導線上；二是保證等電位作業(yè)電工進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移作業(yè)位置時要控制操作動作幅度，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吊線方式

本次吊線采用導線側收緊起吊導線方式（施工孔連接接頭+絕緣拉棒+導線側收緊四線提線器）。要求主要有2點：一是帶電作業(yè)用絕緣承力工具、絕緣繩索的有效絕緣長度不小于3.7 m。二是絕緣提線器的額定工作負荷不小于55 kN。

2.7.3絕緣子側拆除和安裝

中相V串玻璃絕緣子自爆處理的技術關鍵點是，整串玻璃絕緣子的更換過程中對塔窗內帶電作業(yè)安全距離的控制和導線側絕緣子的拆除和安裝。主要有以下幾點要求：

（1） 首先使用雙提線器進行中相兩側導線垂直提線；在右串絕緣子連接點聯(lián)板和對應水平塔窗點位置設置3-3絕緣滑車組進行預收緊，防止導線側絕緣子連接處摘除后向另一側傾斜位移。在恢復時進行輔助連接。

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

（3） 此作業(yè)過程比較復雜，也是整個作業(yè)的難點和危險點，必須高度重視和嚴格遵守安規(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合作業(yè)法。

3.2人員組織

工作負責人1名，塔上安全監(jiān)護人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13名。

3.3主要工器具

主要工器具見表3。

表3　主要工器具表

3.4操作步驟

（1） 地面電工確認線路名稱和塔號、桿塔檢查，進行現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境測量和工器具組裝檢查、絕緣測試；對屏蔽服進行連接檢查和電阻測量；對玻璃絕緣子外觀進行檢查，并將結果報告給工作負責人，做好準備工作。

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

（3） 地電位電工攜帶絕緣傳遞繩到達作業(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、跟頭滑車等進電場工具，地電位電工將進電場工具安裝在作業(yè)相導線上。

（4） 地面電工依次傳遞橫擔側卡具，收緊絲杠、絕緣拉棒、滑車組和導線提線器、絕緣托瓶架等吊線工具；地電位電工配合安裝好橫擔側卡具、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)相導線上。等電位電工攀登軟梯進入強電場，攀登過程中地面電工控制好等電位電工的保護繩。得到工作負責人許可后，2名等電位電工在塔上地電位電工的配合下依次進入電場。

（6） 塔上地電位電工配合等電位電工安裝、收緊提線器提升導線，安裝托瓶架。

（7） 導線荷載轉移至絕緣拉棒后，等電位電工拆開導線側絕緣子與碗頭的連接。

（8） 地電位電工控制滑車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附近位置逐片進行破損絕緣子的更換。絕緣子更換完畢后，依照相反的程序，在滑車組的配合下復位絕緣子的連接。

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

（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)護人檢查確認塔上無遺留物后，塔上人員依次下塔。

（13） 作業(yè)結束，清理作業(yè)現(xiàn)場，匯報作業(yè)情況給現(xiàn)場負責人，終結工作。

3.5現(xiàn)場實施情況

2014-06-25，該500 kV線路139號塔成功進行了ZBV型塔帶電更換中相V型絕緣子串。

4　結束語

對于500 kV交流輸電線路ZBV型塔中相帶電更換V串絕緣子的非常規(guī)帶電作業(yè)新項目，必須進行嚴格的科學試驗和停電模擬操作，制定完備的安全、技術和組織措施，編制相應的現(xiàn)場標準化作業(yè)指導書，經(jīng)公司帶電作業(yè)專責人審查，主管副經(jīng)理或總工程師批準后方可采用和進行。

對于中相空間緊湊的小塔窗，使用懸掛在塔窗7 m外側導線的絕緣軟梯進入強電場是一種科學的常用方法。對于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方式，使用托瓶架將絕緣子從傾斜放至垂直進行更換也是保證安全作業(yè)的科學方法。

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

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

3 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 19185—2008交流線路帶電作業(yè)安全距離計算方法［S］.北京：中國標準出版社，2008.

4 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB 26859—2010電力（業(yè)）安全工作規(guī)程［S］.北京：中國質檢出版社，2012.

5 中華人民共和國國家發(fā)展改革委員會.DL/T 966—2005送電線路帶電作業(yè)技術導則［S］.北京：中國電力出版社，2006.

2015-08-24；

2016-03-23。

陶留海（1978-），男，高級工程師，高級技師，主要從事超、特高壓輸電線路運維檢修、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，高級工程師，主要從事輸電線路牽張設備的管理和研究工作。

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

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

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

郭海云（1973-），男，高級工程師，主要從事輸電線路專業(yè)的教學工作。