一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯

廣東電網有限責任公司清遠供電局 李泓駿 王紹雄 溫銳興 陳征海

在高壓輸電線路中，硅橡膠復合絕緣子因其體積小、重量輕、憎水性好、電氣性能優越的特點，在高壓輸電領域得到了廣泛的運用。然而硅橡膠復合絕緣子其表面復合材料柔軟、易劃傷、易損壞的特點，一旦損壞，如不及時檢修處理將嚴重影響輸電線路安全運行。輸電線路直線塔絕緣子更換作業需要檢修人員從桿塔橫擔下到導線位置，目前常用的下導線作業工具主要是硬頭梯和軟梯子，采用硬頭梯檢修作業時，梯子占用體積大、且無專用固定構件，使用攜帶不方便，作業過程容易晃動；采用軟梯出絕緣子檢修時，下端無法固定，地面需人力控制，且軟梯來回擺動，作業安全系數不高，對檢修作業人員勞動體力消耗較大。

因此，如何安全、高效地進行停電線路復合絕緣子的檢修成為了輸電線路檢修工作者需要思考和解決的問題，對于維護輸電線路安全、穩定具有重要意義[1]。

依據國家標準GB 50233-2014《110kV-750kV架空送電線路施工及驗收規范》中第8節架線工程8.6附件安裝中8.6.5條款規定：輸電線路在附件安裝時，應采取防止工器具碰撞有機復合絕緣子傘套的措施，在安裝中嚴禁踩踏有機復合絕緣子上下導線。可見，復合絕緣子檢修對輸電檢修人員的技能水平提出了更高的要求[2]。

本文介紹一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯，研究分析其爬梯核心結構和部件，介紹該爬梯使用原理和步驟事項，依據梯子檢測和國家標準和行業標準，對該梯子進行試驗測試和分析，現場作業情況再次證明了該新型爬梯設計的有效性和可行性，該爬梯的應用大大提高輸電線路檢修效率，減輕檢修人員作業安全風險。

1 新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯

1.1 傳統輸電線路爬梯存在的問題

目前，高壓輸電線路更換復合絕緣子主要采用軟梯上下導線施工作業，該絕緣軟體寬度大、長度長，梯繩材料為軟纖維，梯子上端在橫擔上纏繞固定、下端無法固定。人員出入橫擔時人體重心不斷變化使軟體扭曲和擺動，非常容易導致人體在高空中失去平衡，施工現場存在較大安全隱患。使用軟梯作業存在的隱患主要表現如下：

通過傳統的掛鉤滑車向上傳遞軟梯時，易造成導線振動，滑車脫落等，危及到桿塔下方工作人員的人身安全，且滑車的掛鉤與導線相互摩擦，易導致導線的斷股損壞；傳統的絕緣軟梯頭由兩個一正一反的滑輪式掛鉤組成，由于沒有閉鎖保護裝置，工作人員在高空作業時軟梯移動、導線振動等因素，極易造成軟梯頭的脫落；傳統的防墜落方式采用人工防墜落，依賴人的反應時間和人力制動，由于人的反應時間不穩定和人突然下墜時的重力遠大于人的臂力等因素．極有可能由于反應不及或力量不足造成人員高空墜落事故，存在著很大的安全隱患。

本論文基于目前輸電線路復合絕緣子檢修存在的痛點和難點，著力提高輸電線路檢修安全系數、降低檢修作業風險，有效節省作業時間，減少檢修人員不必要的勞動體力消耗。項目組研制一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯，它具有較好的安全系數、結構簡單，使用方便的特點，能最大限度地避免線路工作者在下導線檢修過程中因攀爬或踩踏復合絕緣子而發生的復合絕緣子刮碰或損壞的風險，保障作業人身安全，有效降低檢修人員作業風險，更安全、高效地維護輸電線路安全運行。

1.2 新型爬梯創新原理

該新型爬梯研究的主要內容和技術原理如下：

結合檢修作業人員下導線出力方式，對爬梯結構進行受力分析，梯頭采用專用的緊固附件，能將梯子有效固定在線路桿塔橫擔，確保梯身安全穩定；研究爬梯梯頭專用緊固裝置，該緊固裝置能有效滿足不同角鋼鐵塔的橫擔尺寸的要求，固定結構牢固、抗沖擊力強；在梯頭位置安裝專用的防脫落保護裝置，實現新型爬梯安全作業的“雙重”保護；梯身設計采用部分折疊方式，占用面積小，便于作業攜帶，同時在梯身折疊點安裝折疊卡銷裝置，確保安全可靠；結合物理沖擊試驗強度規范要求，設計爬梯不同位置需要滿足的沖擊強度，選擇最優、經濟且耐用型合金材料，具有結構牢固、抗沖擊能力強、質量輕便的特點[3-4]。

1.3 新型爬梯創新結構圖

該新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯創新結構圖，如圖1、2所示。其中：1為梯頭掛鉤裝置、2為爬梯豎梁、3為爬梯橫梁、4為折疊鎖扣、5為安全繩裝置環。梯頭掛鉤裝置中包含以下部件：6為掛鉤主體、7為掛鉤定位片、8為掛鉤鎖件、9為掛鉤軸套、10為掛鉤固定螺絲孔位。

圖1 新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯結構圖

該新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯，由包括兩個1掛鉤裝置、四個2爬梯豎梁、六個3爬梯橫梁、四個4折疊鎖扣、兩個5安全繩裝置環組成。1掛鉤裝置，由包括一個6掛鉤主體、一個7掛鉤定位片、一個8掛鉤鎖件、一個9掛鉤軸套、兩個10掛鉤固定螺絲孔位組成。

圖2 檢修爬梯梯頭掛鉤結構圖

1.4 新型爬梯施工作業使用原理

檢修爬梯通過4折疊鎖扣的旋轉有兩種狀態，閉合狀態（圖1）和展開狀態。在運輸過程中一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯處于閉合狀態，大大減輕檢修人員在山區作業運輸工具的勞動消耗。現場作業時通過4折疊鎖扣將一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯打開至展開狀態。

通過1掛鉤裝置將一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯懸掛于需要的橫擔位置，1掛鉤裝置通過6掛鉤主體和9掛鉤軸套可以360度調整角度，調整好需要的角度后，通過9掛鉤軸套的定位銷將1掛鉤裝置鎖定，然后通過10掛鉤固定螺絲孔位組成將1掛鉤裝置與現場的角鐵進行鎖定，將安全繩固定于5安全繩裝置環，即可快速安裝好檢修爬梯開展施工作業。

2 新型檢修爬梯研究成果分析

該新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯成品，送至具備資質的第三方檢測機構試驗，機械試驗依據DL/T1476、GB/T17889.2的標準完成型式試驗[5]。部分結果列入表1中。現場試驗結果表明：該爬梯在靜負荷試驗、強度試驗、彎曲試驗、側向撓度試驗、梯腳拉拔等多項試驗條件下均能符合國家標準和電力行業標準要求，新型梯完好無損，滿足現場作業各項條件要求。

表1 新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯的成品型式試驗結果

本文研制的該新型輸電線路爬梯，寬度0.29m、總長3.5m、梯頭重量1.5kg，實物總重量7.5kg，現場作業只需要一人即可完成安全，安裝時間僅需要6min，且安裝牢固無晃動，現場作業較好地達到了預期效果。在2021年10月至12月使用該新型爬梯更換220kV復合絕緣子，現場作業運輸方便、安裝簡單、連接牢固，大大提高了輸電線路復合絕緣子更換效率，有效提高了現場作業安全可靠性，較好地減輕作業人員不必要的體力消耗，彌補了人員新青員工技能短板。現場應用情況表明，該新型輸電線路檢修爬梯具有以下特點：

結構牢固，穩定性大幅提升：該爬梯的應用能有效解決因攀爬或踩踏復合絕緣子而發生的復合絕緣子刮碰或損壞的問題；爬梯采用專用緊固裝置，便于安裝，通用性強，現場作業穩定性強、不易擺動，作業安全系數高。

設計輕便，便于運輸和攜帶：傳統爬梯長度較長且無法折疊，不便運輸和攜帶作業，該新型爬梯采用折疊技術能較大程度縮短使用長度，便于施工作業。

縮短檢修時間，減少體力消耗：有效節省檢修作業時間、減少不必要的體力勞動消耗；該爬梯結構牢固、抗沖擊能力強。

3 應用前景

該新型輸電線路檢修爬梯具有以下應用前景：

安全生產方面：該新型輸電線路檢修爬梯安全系數高、梯頭部分采用專用的緊固附件能有效固定在線路桿塔橫擔，同時爬梯梯頭裝設有專用的防脫落保護裝置，實現梯子“雙重”保護；該新型輸電線路檢修爬梯能有效應用于不同電壓等級輸電線路下導線檢修作業，尤其適用于220kV輸電線路復合絕緣子檢修、導線防震錘更換[3]。

教育培訓方面：該新型輸電線路檢修爬梯尤其適用于需要培訓的新員工和轉崗人員，能有效降低新員工和轉崗作業人員安全風險，減輕作業人員的勞動體力支出，提高作業人員檢修水平和技能。

科技文化方面：項目的實施和應用既是輸電線路檢修工器具的改良和技術手段的延伸，又是適應輸電線路施工及檢修作業規范的補充和完善，本項目取得的經驗和成果可為公司后續采用更先進的技術和方法提供有效的技術支持。

4 結語

本文研制的一種新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯，具有結構牢固，設計輕便，便于運輸和攜帶的特點，不僅減輕了運維人員的工作負擔，減少了運維人員上下傳遞爬梯的時間，提高了工作效率，同時降低高空傳遞大工具的作業風險，有效減小現場檢修可能損壞復合絕緣子的概率。該新型輸電線路復合絕緣子檢修爬梯的研制，填補了高壓輸電線路復合絕緣子檢修工具的空白，為輸電線路工作者安全高效檢修提供了堅強保障，對線路消除隱患和缺陷起到了良好的作用。