一種可用于帶電更換水平雙分裂導(dǎo)線多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的卡具

陳堅平 向 云 劉治國

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一種可用于帶電更換水平雙分裂導(dǎo)線多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的卡具

陳堅平 向 云 劉治國

（國網(wǎng)湖南省電力公司帶電作業(yè)中心，長沙 410010）

多聯(lián)板雙聯(lián)組合絕緣子串應(yīng)用越來越普遍，但目前尚缺乏專門用于帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的卡具，導(dǎo)致作業(yè)效率低下。本文對多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的組裝方式和作業(yè)方式進行了分析，發(fā)現(xiàn)多聯(lián)板荷載轉(zhuǎn)移不恰當是效率低下的主因。據(jù)此，設(shè)計了一種多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具，并對卡具曲梁強度進行了校核，驗證了其安全性、可靠性。利用研制的卡具進行帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串，耗時僅需25min，作業(yè)效率提高48%。

雙聯(lián)絕緣子串；卡具；曲梁強度；作業(yè)效率

根據(jù)國網(wǎng)公司2011年典型設(shè)計手冊，2A4模塊中的ZBC1、ZB1型號鐵塔和ZH拉門塔中橫擔(dān)模塊均要采用多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串組裝型式。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，多聯(lián)板雙聯(lián)組合絕緣子串應(yīng)用也越來越多[1]。

但目前尚缺乏專門用于帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的工具，采用常規(guī)橫擔(dān)側(cè)卡具或者滑輪組作業(yè)時，均存在安裝位置偏移且受力不均的問題，此外，等電位作業(yè)人員無法托起笨重的組合聯(lián)板，導(dǎo)致作業(yè)效率很低。因此，如何解決帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的難題已迫在眉睫。

本文對絕緣子組裝型式和橫擔(dān)結(jié)構(gòu)、橫擔(dān)卡具和作業(yè)方法進行調(diào)查分析，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，設(shè)計了一種可用于帶電更換水平雙分裂導(dǎo)線多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的卡具，并已經(jīng)應(yīng)用于作業(yè)現(xiàn)場。

1 調(diào)查分析

1.1 水平距離

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串導(dǎo)線側(cè)共4塊聯(lián)板組裝，L型聯(lián)板和其他連接金具自重大。橫擔(dān)側(cè)絕緣子串懸掛方式在位置上存在上凹槽和下凹槽兩種方式。ZBC1和ZB1鐵塔中2A4模塊橫擔(dān)頭為密集型，橫擔(dān)頭兩側(cè)靠外安裝有加強聯(lián)板，加強聯(lián)板比橫擔(dān)角鋼高出許多并帶有一定坡度。

通過分析知道，此類橫擔(dān)和絕緣子掛線型式與普通鐵塔不同。現(xiàn)有橫擔(dān)卡具常將掛口掛于沒有聯(lián)板的角鋼一邊，無法與多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串在同一豎直平面內(nèi)安裝在ZBC1和ZB1鐵塔橫擔(dān)上，這將導(dǎo)致作業(yè)過程中絲桿與導(dǎo)線不垂直，從而受力不均勻，存在一定的安全風(fēng)險，如圖2所示。

圖1 聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串

1.2 現(xiàn)有作業(yè)方法分析

目前，帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串通常采用提線鉤作業(yè)法，該方法主要被分為幾個環(huán)節(jié)：安裝橫擔(dān)卡具、安裝提線鉤、轉(zhuǎn)移絕緣子串荷載、更換絕緣子串、拆除提線鉤、拆除橫擔(dān)卡具。通過對10次帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的作業(yè)環(huán)節(jié)進行分析，并對各環(huán)節(jié)操作耗時統(tǒng)計，如圖3所示。

由圖3可知，現(xiàn)有卡具無法適應(yīng)密集型橫擔(dān)安裝，使用提線鉤作業(yè)法中多聯(lián)板荷載轉(zhuǎn)移不恰當是造成帶電更換多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串效率不高的主要因素。

2 多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具的設(shè)計與校核

對上節(jié)進行分析，設(shè)計多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具能夠大大提高作業(yè)效率。

2.1 卡具的設(shè)計

為了適應(yīng)ZBC1和ZBC鐵塔橫擔(dān)的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了如圖4所示的卡具。卡具本體類似半工字型，可越過橫擔(dān)加強聯(lián)板所伸出來的高度；卡具承力鉤可通過上、下凹槽中間空隙使得卡具安裝后保持與絕緣子串在一個豎直平面內(nèi)，解決了現(xiàn)有卡具只能偏移安裝導(dǎo)致絲桿受力不均勻的難題[2-4]。

圖4 多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具設(shè)計圖

卡具的材料選用四號超硬鋁（LC4），其許用彎曲應(yīng)力為

2.2 卡具曲梁強度校核

該卡具的受力部分為卡具曲梁，故僅對卡具曲梁進行受力分析，如圖5所示。

圖5 卡具曲梁受力分析圖

根據(jù)圖5列平衡方程為

解得

由圖5可知，截面處所受彎矩為

由圖5可知，界面處所受彎矩為

為簡化分析，點、截面分別如圖6所示。

（a）點E處截面形狀 （b）點D處截面形狀

處截面抗彎截面模量為

E=2/6=80×652/6=56333.3mm3

處截面抗彎截面模量為

D=2/6=90×352/6=52500mm3

處截面所受的彎曲應(yīng)力為

=E/E=6870/56333.3=121.95N/mm2＜164N/mm2

處截面所受的彎曲應(yīng)力為

=D/D=1572/52500=29.94N/mm2＜164N/mm2

由上述分析可得，卡具曲梁滿足強度要求。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

根據(jù)圖4所示的設(shè)計圖，對多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具進行加工，如圖7所示。

圖7 多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具實物圖

為了檢查卡具的效果，利用所研制的卡具和大刀卡配合作業(yè)，改進作業(yè)過程中荷載轉(zhuǎn)移方式，在多次作業(yè)中進行了試驗并統(tǒng)計作業(yè)各環(huán)節(jié)耗時。

經(jīng)計算，利用傳統(tǒng)方式作業(yè)平均耗時48min，在使用新型卡具后作業(yè)用時僅需25min，工作效率提高48%，由此說明了本卡具的實用性。

圖8 現(xiàn)場應(yīng)用

4 結(jié)論

1）在現(xiàn)狀調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，鑒于多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串的特殊性，導(dǎo)致現(xiàn)有卡具無法與多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串在同一豎直平面內(nèi)，作業(yè)過程中絲桿與導(dǎo)線不垂直從而受力不均勻?，F(xiàn)有卡具無法適應(yīng)密集型橫擔(dān)安裝，使用提線鉤作業(yè)法中多聯(lián)板荷載轉(zhuǎn)移不恰當導(dǎo)致作業(yè)效率低下。

2）根據(jù)實際問題，設(shè)計了一種多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具，并對卡具曲梁強度進行了校核，驗證了其安全性、可靠性，解決了多聯(lián)板荷載荷載轉(zhuǎn)移不恰當?shù)碾y題，從而提高了作業(yè)效率。

3）成果應(yīng)用研制的多聯(lián)板雙聯(lián)絕緣子串更換卡具進行帶電作業(yè)，耗時僅需25min，工作效率提高48%，效果良好。

[1] 國家電網(wǎng)公司. DW 302—2009. ±800kV直流輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2] GB/T 18037. 帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計導(dǎo)則[S].

[3] 李如虎. 帶電作業(yè)實用力學(xué)[J]. 機械工程學(xué)報, 2007(10): 117-120.

[4] 帶電更換500kV輸電線路L串絕緣子通用工具的研制[J]. 電瓷避雷器, 2015(265): 35-40.

The Development of Horizontal Double Split Conductor Double Strings Insulators Holder for Live Working

Chen Jianping Xiang Yun Liu Zhiguo

(Live Working Center of State Grid Corporation of Hu’nan, Changsha 410010)

The horizontal double split conductor double strings insulators are more and more commonly used, but the double strings insulators holder is still very lack, which leads to low operating efficiency. In this paper, assembly method and operation way of double strings insulators is analyzed, the inappropriateload transfer method is the primary cause of inefficient. Based on this, horizontal double split conductor double strings insulators holder for live working is designed. Its security and reliability is verifiedby checking the fixture curved beam intensity. Using the double strings insulators holder, replacing the insulator just takes only 25minutes, and the efficiency increased by 48%.

double strings insulators; holder; the fixture curved beam intensity; the efficiency

陳堅平（1983-），男，本科，全國電力行業(yè)技術(shù)能手，國網(wǎng)公司技能專家，主要從事輸電線路帶電作業(yè)工作。