母線絕緣子不落地搶修更換技術研究

劉東華

摘 要：徐州潘家庵變電站更換母線絕緣子，不同于新建工程，搶修工程現場制約條件多，更換時間短。文章總結了潘家庵絕緣子搶修施工技術經驗，可為其他工程母線絕緣子檢修和更換提供參考。

關鍵詞：母線；絕緣子；更換；變電站

1 概述

220kV潘家庵變電站于1980年建成并投運。目前220kV配電裝置采用雙母線帶旁路接線方式，半高型布置；現有出線4回，主變2臺，設專用旁路和專用母聯。110kV配電裝置采用雙母線接線方式，半高型布置；設專用母聯。35kV配電裝置采用雙母線接線方式。

220kV正、副、旁母均采用軟母線，每條母線均由5跨母線組成，最東側2跨為后期擴建部分。本工程更換的為220kV正母線、旁路母線的西側三跨母線的絕緣子串，共計36串。絕緣子串為雙串絕緣子串，共折合單串絕緣子串需更換72串，每串絕緣子串由14片XWP2-70的絕緣子組成。本工程更換的雙串絕緣子串與雙母線采用聯板連接，與鋼梁采取直接連接、雙掛點的方式。110kV正、副母線均采用軟母線，每條母線均由5跨母線組成，最東側2跨為后期擴建部分。本工程更換的為110kV正母線、副母線的西側三跨母線的絕緣子串，共計36串。絕緣子串為單串絕緣子串，每串絕緣子串由7片XWP2-70的絕緣子組成。本工程更換的單串絕緣子串與雙母線采用聯板連接，與鋼梁采取直接連接、單掛點的方式。35kV正、副母線均采用軟母線，每條母線均由6跨母線組成。本工程更換35kV正母線、副母線南北側六跨母線的絕緣子串，共計72串。絕緣子串為雙串絕緣子串，每串絕緣子串由3片XWP2-70的絕緣子組成。本工程更換的雙串絕緣子串與雙母線采用聯板連接，與鋼梁采取聯板連接、單掛點的方式。

2 絕緣子搶修更換原因

220kV潘家庵變電站懸式絕緣子紅外精確測溫報告稱有25%瓷絕緣子以鐵帽為發熱中心發熱，其比正常絕緣子溫度高，如圖1圖2。依據《帶電設備紅外診斷應用規范》DL/T664-2008附錄B電壓致熱型設備缺陷診斷判據表B.1電壓致熱型設備缺陷，故障特征為低值絕緣子發熱（絕緣電阻在10～300MΩ），為保證變電站安全運行，按規定此批絕緣子必須立即進行更換，檢修公司將其列為搶修項目。

3 更換方案研究

3.1 停電計劃安排

停電計劃以減少停電次數、減少停電時間、作業安全為原則，即屬于同一條線路的不同類型作業要盡可能安排在同一時段內進行檢修，避免重復多次停電，提高供電可靠率；為盡可能地減少停電時間，必須要做好停電前的一切準備工作，在工作過程中，要嚴格控制工作節奏，在保證人員安全及施工質量的前提下，確保最佳工程進度。由于更換絕緣子多，更換地點多，為便于分析及施工，采用簡化平面停電計劃圖方式研究更換絕緣子處和線路關系，標注相應停電時間，110kV間隔如圖3所示，220kV和35kV間隔同樣分析。

按研究結果采取母線輪停、旁母陪停，更換構架處相鄰間隔陪停方式。

3.2 更換方式選擇

根據現場三個電壓等級的不同情況，在技術、經濟性進行比較，制定不同的方案。

3.2.1 220kV場地絕緣子更換方案

220kV正母構架高20米，副母和旁母構架高10.5米，距離馬路中心線17米，絕緣子串重量為151.2kg。絕緣子重量大，距離馬路中心線遠，構架又比較高，人員無法高空直接施工，因此采用吊車、升降車組合方式進行絕緣子拆裝絕緣子。由于更換地點多，導線牽引工具應輕巧、安全，通過比對選用絞磨對絕緣子進行牽引更換。

3.2.2 110kV場地絕緣子更換方案

110kV正母構架高12.5米，副母構架高9.5米，旁母已經退役，不在本期工作內容里，絕緣子串重量為37.8kg，由于絕緣子重較輕，高空可由小抱桿協助施工人員進行絕緣子更換，人員空中采用竹梯行走，小抱桿進行絕緣子上下運輸，比采用吊車更方便、經濟。

3.2.3 35kV場地絕緣子更換方案

35kV構架高5米，旁母已經退役，不在本期工作內容里，絕緣子串重量為32.4kg，母線絕緣子片數少，不能進行竹梯在絕緣子下行走，因此人員采用4米高移動式腳手架上下，絕緣子上下運輸采用小抱桿。

3.3 工器具選擇及相關計算

3.3.1 吊車、升降車選用及計算

查吊車參數表，16噸吊車工作半徑18米時，起升高度14.5米，起重重量1.55噸，通過參數比對，吊車滿足要求。吊裝繩使用3米1t尼龍吊繩，即能滿足吊裝要求，又不會對瓷瓶造成損壞。

高空作業斗車根據現場情況，可以開進間隔內，因此，測算下來最遠距離7米，最高高度10米，兩人工作，可直接選用臂長大于14米的升降車，有1米的余度。

3.3.2 母線牽引器具選擇及計算

設計提供的梁受力張力為30kN，由于構架風化、腐蝕情況暫不清楚，因此嚴格控制過牽引，絞磨操作應平穩，應一次牽引到位，如一次不到位，應適當放松鋼絲繩，進行位置調整使過牽距離減少，在導線緊線過程中若發生過牽引。

（1）設計放線張力計算

依據設計放線張力計算公式，代用相關參數，得到設計放線張力，如表1：

（2）設備引下線拉力產生牽引力計算

由于是運行站更換絕緣子，母線上已經安裝設備連接線，此連接線由于安裝時間長，螺栓基本已經無法拆除，因此需要帶設備連接線更換，計算總張力前，需要算進由設備連接線重力產生的母線張力。每段母線內有三根引下線，為計算方便，將間隔內引下線全部歸算到母線中間，按力分解原則，這樣歸算的結果是計算牽引力增大，不會影響機器安全。如下圖4所示。F1=。代入數據，根據現場引下線長度和單位重量，歸算至F2=104N，得到F1=2183N。

（3）三個場地總牽引力計算和1/6增長量過牽引力計算

F=設計張力+引下線產生張力，代入各場地參數計算總張力。水平張力與過牽引增量變化率的平方成反比，過牽引控制在設計弧垂下計算增長量的1/6，實際變化率為5/6，過牽引張力=放線張力/（5/6）^2，經計算得下表，經對比滿足張力小于30kN的要求。如表2：

最大牽引力為27.93kN，因此，絞磨選用比較常用的3噸汽油機式，滑車選用3t單片式，參照電力建設安全工作規程中的要求，鋼絲繩安全系數取4.5，經計算，鋼絲繩破斷拉力為SP=S×N=2479×4.5=11155.5N。選用鋼絲繩（6×19+1）折減系數Ф為0.85，破斷拉力總和為S0=SP/Ф=11155.5/0.85=13124.1N=13.1241kN。查實用五金手冊鋼絲繩參數表，選擇直徑為11mm（公稱抗拉強度1470MPa）鋼絲繩。

絞磨專人操作，牢引繩在轉輪上繞5圈，雙人控制尾繩，在走繩結束后應立即使用3個夾頭將鋼絲繩固定，防止滑動。

4 安全注意事項

（1）施工前應檢查每個間隔下的母線引下線與設備之間是否有弧垂變化后向上拉伸余度。

（2）牽引繩剛受力時停下檢查開口滑車是否關閉良好，固定牢固。

（3）車輛行駛路線：110kV正母線、副母線兩外側均無馬路，吊車無法行駛；為防止車輛誤入運行間隔、誤碰運行設備，經現場實地勘察擬定了車輛行駛路線圖。

（4）人員登高路徑及注意事項：本次停電為部分停電，上下構架和鋼梁時必須根據現場實際情況設置合理的上下通道，確保上下爬梯時的安全。由于相鄰間隔存在部分帶電現象，所有繩索必須及時收攏，工器具應裝入專用工具袋中，嚴禁上下拋擲，以免造成地面作業人員和設備損傷。

（5）運行變電所內施工應按照工作票的施工范圍進行施工，注意與帶電設備的安全距離。施工中應堅持每日站班會，進行安全技術交底的原則，并確保在施工中貫徹執行。鄰近帶電設備區的吊裝施工作業應設專人安全監護。

（6）嚴格執行《國家電網公司電力建設安全工作規程（變電站部分）》（Q/GDW665-2011）。工作人員應確保與220kV帶電體>3.0米的安全距離，與110kV帶電體>1.5米的安全距離，與35kV帶電體>0.6米的安全距離；起重機械應確保與220kV帶電體>6.0米的安全距離，110kV帶電體垂直方向>5.0米、水平方向>4米的安全距離，與35kV帶電體垂直方向>4.0的安全距離。

（7）工作前應認清工作范圍和間隔名稱，防止誤入工作范圍以外的或帶電運行的間隔。

（8）工作負責人不得離開施工現場，施工過程中加強對施工人員的監護。

（9）起重作業時必須設專人監護，吊車司機和起重負責人在工作前應進行統一的工作安排，統一指揮，禁止盲目蠻干；起吊物應綁牢，局部著落和吊物未固定時嚴禁松鉤。

（10）使用的竹梯應牢固并有防滑措施，在運行區域內搬運竹梯時，應放倒搬運，與帶電設備保持足夠的安全距離。

（11）不得隨意拆除或挪動安全圍欄、接地線、警示牌。

（12）加強文明施工管理，變電所內禁止吸游煙。每天清掃工作現場，加強環境保護，做到工完料盡場地清。對廢品、垃圾作集中處理。

5 結束語

因地制宜，通過三個電壓等級，三種不同的更換方式，解決了運行變電站絕緣子搶修更換的技術問題。從施工過程來看，此種搶修方法在保證安全和質量的前提下，高效、圓滿地完成了絕緣子更換的搶修施工，為今后的類似搶修安裝提供了借鑒。

參考文獻

[1]蔡勇，鄒忠明.軟母線絕緣子串更換方法的改進[J].中國科技博覽，2010（1）：270.

[2]祝燮權.實用五金手冊[M].上海：上海科學技術出版社，2000.