±1 100 kV特高壓直流輸電線路帶電更換耐張橫擔側單片六聯絕緣子卡具研制

孫惠濤 陶留海 李忠民 高 嵩

（國網河南省電力公司檢修公司，河南鄭州450000）

0 引言

昌吉—古泉±1 100 kV特高壓直流輸電線路工程，是我國乃至世界第一條電壓最高的直流輸電線路，目前尚無帶電作業方法及工器具相關研究。為提高±1 100 kV特高壓直流輸電線路運行維護水平，我們開發了耐張塔單片絕緣子更換的工器具并在現場進行了試用，現場實踐研究發現，±1 100 kV線路導線機械張力大，耐張串使用U550BP/240T（XZSP-550）絕緣子，單片重量約為24.5 kg。更換耐張絕緣子時，由于絕緣子重量大和橫擔側第一片位置特殊等原因，帶電作業人員無法采用傳統的更換方法完成操作。我們針對此類問題進行分析、研究，研制出了±1 100 kV特高壓線路耐張串橫擔側第一片絕緣子更換卡具，以便現場更換耐張單片絕緣子。

1 ±1 100 kV特高壓直流線路耐張塔絕緣子串的組裝型式

耐張絕緣子串為六聯耐張串，每聯92片，采用550 kN盤型懸式絕緣子。耐張串結構、安裝示意圖如圖1、圖2所示。

圖2 耐張串安裝示意圖

2 卡具的創新性

（1）在全國首次成功解決了±1 100 kV特高壓直流線路帶電更換耐張串橫擔側第一片絕緣子難度大、卡具重量大、無法進行帶電作業的難題，具有使用簡單、便捷、通用性強、重量輕、安全系數高等優點，填補了國內帶電作業領域耐張絕緣子串特殊位置單片絕緣子更換的空白。

（2）利用絕緣子串鋼帽、連接金具為錨固點，支撐架固定夾具采用半圓形鈦合金卡具和可調節液壓絲杠組合收緊，將絕緣子的水平荷載轉移到本裝置上，便于絕緣子的拆卸和安裝。

3 卡具設計及計算

3.1 設計方案

緊線工具額定荷重按導線機械特性曲線確定，一般情況下，可不再考慮過牽引引起的附加荷重；線路的代表檔距為600 m。工具額定設計荷重P按下式計算并取為整數：

式中，n為作用于工具上的導線根數；S為導線的全截面積；σd為帶電作業中最大導線應力。

根據線路參數，計算可得更換耐張絕緣子工具的額定設計荷重為92.98 kN。

根據桿塔結構特點，本專利主要由橫擔側卡具、絕緣子閉式卡具和兩根12 t液壓絲杠等部件組成，橫擔側卡具、絕緣子閉式卡具額定工作負荷為215 kN，試驗負荷322.5 kN，安全系數2.5，滿足現場要求。從以上主要技術指標看，該卡具目前位居我國同類帶電作業工器具首位。耐張橫擔側絕緣子卡具加工圖如圖3所示。

3.2 機械校核

本工具用于更換耐張雙跳線串絕緣子中的任意一串絕緣子（額定負荷550 kN），安全系數2.5。最后對加工好的耐張塔跳線絕緣子更換工具進行了動負荷和靜負荷試驗，結果表明工具符合DL/T 463—2006《帶電作業用絕緣子卡具》的要求。耐張單片絕緣子端部卡具結構圖如圖4所示。

3.3 卡具結構組成

卡具主要由半圓卡、橫擔金具端部卡、液壓絲杠、手動操作桿組成，半圓卡和橫擔金具端部卡通過兩根液壓絲杠鉸接，絲杠中部位置有手動操作桿。

4 工具研制的理論依據

（1）GB/T 2900.55—2016《電工術語 帶電作業》；

圖3 耐張橫擔側絕緣子卡具加工圖

圖4 耐張單片絕緣子端部卡具結構圖

（2）GB/T 18037—2008《帶電作業工具基本技術要求與設計導則》；

（3）《國家電網公司電力安全工作規程（線路部分）》2013版第10.12條中關于“帶電作業工具的保管、使用和試驗”的相關規定。

5 結語

±1 100 kV特高壓直流線路耐張橫擔側單片絕緣子串更換卡具，質量輕，安裝簡單，易于操作，在現場實際作業應用中大幅降低了作業人員的勞動強度，提高了作業的安全可靠性，減少了高空作業的人員數量。應用此工具便于作業人員操作，節省了作業時間，有效提高了高空作業的工作效率，簡化了作業程序。

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