分析±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業工器具研制及應用效果

楊興汝 龔曉松 高喬林 王永博 胡孝 徐安文

摘要：與高壓線路相比，±800kV特高壓直流輸電線路的桿塔結構、絕緣子串組裝、窗口尺寸、導線分裂數有著很大的差別，再加上電壓、絕緣配合方案與理念的差異，對于±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業來說，要采用特殊的帶電作業工器具，從而保證特高壓直流輸電線路作業的安全和效率。這就需要根據±800kV特高壓直流輸電線路特點，做好人員防護、絕緣配合、工藝控制工作，并全面加強±800kV帶電作業專門工器具的研究。

關鍵詞：±800kV;特高壓;直流輸電線路;帶電作業;工器具;應用效果

一、進出等電位方式

在±800kV特高壓直流輸電線路中，等電位作業的應用最為廣泛。在±800kV帶電作業中，由于作業人員所處場強遠超過500kV電壓等級，所以會嚴重影響作業人員的人身安全，要對作業人員進入等電位方法進行研究和選擇。等電位進出強電場可以采用以下幾種方式：1）在導線下方吊入、吊出等電位，布置吊籃用于運輸等電位電工，牽引工具自下而上運轉，通過電位轉移的方法進入到等電位導線周圍強電場。出等電位方式和進等電位方式恰好相反。2）塔身水平進入等電位。將吊籃布置在塔身和橫擔連接位置，在此處等電位電工乘坐吊籃，使用電位轉移棒轉移，牽引工具由地電位電工控制，在塔身側位置水平進入。出等電位與進等電位順序相反。3）橫擔位置吊入、吊出等電位。在橫擔位置停留吊籃，等電位電工在此乘坐，自下而上通過電位轉移棒轉移電位，并快速進入強電場。出等電位與進等電位順序相反。研究表明，在相同間隙下，等電位模擬人對側邊架構放電電壓要高于頂部放電電壓。這是因為模擬人站在導線上時，和塔窗頂架構構成了“棒-板”電極，所以在模擬人距側邊構架以及頂部構架距離中，放電路徑會沿著人頭到塔窗頂生成。因此為了保證帶電作業的安全性，在進入等電位時，建議采用導線下方進入以及塔身側水平進入方法，不建議采用第三種進入方式。但在實際工作中發現，±800kV特高壓直流輸電線路桿塔的高度非常大，在60-90m之間，提高了地面進入難度，所以建議采用“塔上吊籃”的水平進入等電位方法。

二、帶電作業工器具研制和應用效果

2.1杠桿原理微提線作業方法和工器具

在±800kV特高壓直流工程設計中，大部分都是采用雙V絕緣子串、雙L絕緣子串的方案，如果絕緣子串產生了問題，可以利用提線方案對絕緣子機械荷載轉移，并對絕緣子串進行檢修或更換。但是，該作業方案對機械的影響較大，在進行絕緣子缺陷檢測當中，還要避免導線產生橫向位移，否則難以對絕緣子串復位。根據線路設計的結構特點，本課題更換直線雙“V”串，硬轉雙“L”串作業采用大刀卡杠桿原理微提線作業法轉移絕緣子串的機械荷載，設計操作方法是：利用絕緣子串掛點處預留施工孔做工具的塔上支點，安裝桿塔橫擔專用卡具，利用導線側二聯板做工具的導線側支點安裝大刀卡。通過提線裝置、高強度絕緣拉桿與塔上專用卡具相連，組成絕緣子串的機械荷載轉移系統。利用大刀卡卡背與二聯板接觸處作為支點，并將大刀卡分成作用臂和操作臂，操作提線裝置進行小距離的提線變位，驅動大刀卡操作臂轉動，帶動作用臂轉移絕緣子串上荷載，使被檢修絕緣子串機械荷載轉移到提線系統，實現絕緣子串的檢修。大刀卡是特高壓直流輸電線路直路塔微提升法更換雙“V”、雙“L”串絕緣子項目中的主要工具。根據特高壓輸電線路直路桿塔和直路硬轉桿塔金具尺寸形式、連接方式及結構，巧妙利用杠桿原理微提升法設計制作了絕緣子串大刀卡，因特高壓直流輸電線路直路桿塔和直路硬轉桿塔雙“V”、雙“L”串復合絕緣子荷載大，且為雙串并聯連接方式，所以使用絕緣子串大刀卡在其中單串上進行絕緣子更換，可利用另外一串作為后備保護，提高了作業的安全系數。使用傳統的工具材料在同等安全方式的要求下，尺寸、體積、重量巨大，不便于使用和攜帶，選擇高強度鈦合金作為絕緣子串大刀卡材料，提高了工器具強度，減小了尺寸和減輕了重量。

2.2耐張絕緣子串作業方法和耐張卡設計

將原有的±800kV直流輸電線路耐張串設置為水平三聯串組裝方案，長度在18m左右，單串重量為1.5t，對于整串檢修可以采用機械組織、人工實際操作的方法完成。但是在日常檢修中，帶電作業難度很大。根據±800kV三聯耐張結構、絕緣子形式，可以采用單片更換的作業方案，具體操作方法為：牽引板、平行掛板作為支點，安裝牽引板專用卡，以鋼帽作為支點，安裝閉式卡，采用液壓絲桿和牽引板專用卡、閉式卡，并在閉式卡周圍安裝前卡、后卡。在聯板上安裝三聯耐張卡，液壓絲桿和閉式卡、三聯耐張卡組成系統，可以對液壓絲桿緊線系統進行操作，實現絕緣子串機械荷載的轉移，完成絕緣子的檢修和更換。整個三聯耐張卡主要包括前卡、后卡、液壓收線系統，可以實現三聯絕緣子更換。結合三聯絕緣子尺寸、連接方法、結構，制作成液壓收線系統的三聯耐張端部卡具。根據耐張卡組裝形式和材料尺寸制作前后卡，可以更好的保證產品實用性。該設計方案能夠有效節省液壓系統體積，使用了雙向液壓技術，控制松線進度、提高操作靈活性、使用安全性高、勞動強度低，確保整個帶電作業流程更加有序、安全。

2.3雙提線檢修作業與六分裂提線器設計

在進行檢修中，可以采用雙提線方案實現絕緣子串荷載轉移。在預留的施工孔制作橫擔支點，并懸掛絕緣子串，安裝橫擔側專用工具，橫擔側專用卡與絕緣拉桿、液壓絲桿、六分裂提線器和導線連接，從而構建了兩套獨立的提線系統。液壓絲桿可以實現絕緣子串荷載轉移，并進行檢修。向上線桿塔最大垂直檔距中的雙V串垂直機械荷載可以達到12.5t以上，而傳統的雙提拉線法提線的荷載轉移的提線荷載在7t以內。采用大刀卡杠桿微提線更換雙V串，轉移雙V串的單邊結構荷載，利用杠桿原理小距離變動轉移絕緣子串荷載，操作轉移機械力較小，可以確保絕緣長度，提升了絕緣強度、機械強度。在直路桿塔復合絕緣子檢修專用六分裂提線器的應用十分廣泛，絕緣子串連接可以劃分為V形、雙V形，在更換施工中，特高壓直流線路通常都是采用六分裂大截面導線。相比四分裂導線來說，提線器產生了很大變化，包括形狀、強度、絕緣性等都提出了更高要求。通過充分分析桿塔水平、垂直荷載受力情況，計算工器具應承受的荷載，選擇高強度的鈦合金材料。結合輸電線系統內布置結構、導線型號設計六分裂提線器，為了能夠降低工作人員工作量，可以采用分體形式，在實際應用中再組裝。

三、結語

總之，為了降低±800kV帶電作業的安全風險，必須要在確保帶電環境可控基礎上，進一步完善輸電線帶電作業工器具研制和應用工作。希望以上所提出的方法能夠給有關人員提供一定的參考價值。未來有關人員還需要對±800kV帶電安全的相關內容展開更深入的研究。

參考文獻：

[1]林政國，范祥智，高磊.帶電更換±800kV特高壓直流線路Y型復合絕緣子的方法及其工器具研發[J].湖北電力，2016（6）：855-856.

[2]陳俊，陶禮兵.±800kV特高壓直流輸電線路帶電補修地線分析研究及應用[J].智能電網，2016，4（1）：60-65.

[3]白仕雄，劉凱，宋梁.±800kV特高壓直流輸電線路微氣象實時監測與帶電作業安全評估方法研究[J].高壓電器，2019（6）：856-857.

[4]石凱，徐文洋，雷冬云.±800kV特高壓直流輸電線路帶電作業方式[J].電瓷避雷器，2016（2）：100-101.