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500 k V線路地線絕緣子更換作業專（zhuān）用工（gōng）具研（yán）製（zhì）及應（yīng）用

2017-8-9 來（lái）源：南方電網有限責任（rèn）公司超高壓輸電公司南寧局作者：陶（táo）輝映（yìng）袁震樊長海（hǎi）陸文叁劉寶龍

摘要：為了提高（gāo）500 k V輸電線路地線（xiàn）絕緣子更換作業的工作效率（lǜ），基於地線絕緣子連接金具結構分析，研製一種由上（shàng）聯（lián）板雙鉤、省力絲杠（gàng）、下聯板雙鉤或（地線雙（shuāng）鉤）構成的專用工具。安全性試驗及現場應用（yòng）效果表（biǎo）明，該專（zhuān）用工具安全可靠、操作便捷，能夠快速實現各類型連接金具地線絕緣子的更換，有效提高（gāo）了檢（jiǎn）修作業的效率。

關鍵詞：輸電線路；地線絕緣子；連接金具；專用工具

500 k V 輸電線路架空（kōng）地線絕緣子（zǐ）（以下（xià）簡稱“地線絕緣子”）用於支持架空線路的地線，由絕緣子和保護間隙兩部分組成。當線路正常運（yùn）行時，使地線與接地端絕緣；當線路遭受雷擊時，間隙放電（diàn），地線通過間隙與接（jiē）地端導通。

隨著輸電線路運行年限（xiàn）逐年增長，受地線感應電壓及雷擊閃絡等因素影響，地線絕緣（yuán）子（zǐ）發生自爆、劣值等情況日益增加，地（dì）線絕緣子（zǐ）的更換作業量也逐年增加。目前，地線絕緣子更換作（zuò）業（yè）方法複雜，作業工具體積大，重量（liàng）大，且（qiě）架空地線支架結構簡單，工（gōng）具（jù）可選擇的承力（lì）點少。因（yīn）此，有必要研製一（yī）種輕便、操作簡單、安全（quán）可靠的（de）專用工具。

1 現有作業方（fāng）法及工具存在的問題

目前，地線絕緣子更換作業常用的方法有雙鉤（gōu）絲杠法、手搖葫蘆法、雙絲杠地線提線法。

1.1 雙鉤絲（sī）杠法和（hé）手搖葫蘆法

雙鉤絲杠法利用（yòng）單絲杠兩端的鉤，一端鉤掛在與地線支架連接的 U 型環或纏繞在（zài）地線支架的鋼絲繩套內，另一端直接鉤（gōu）地線。手（shǒu）搖葫（hú）蘆法通（tōng）過手（shǒu）搖葫蘆（lú）、鋼絲繩及卸扣配合使用收緊地線，將手（shǒu）搖葫蘆一端鉤掛在與地線支架連接的 U 型環或纏繞在地線支架的鋼絲繩套內，另一端通過鉤連接地線（xiàn）[1]。這兩種方法（fǎ）存在以下缺點：

（1）需要幾種工具一起組合（hé）使用，由於各塔型（xíng）地線連接的金具（jù）結構長（zhǎng）度不同，所需鋼（gāng）絲（sī）繩長度、卸扣個（gè）數不同，安裝（zhuāng）費時費（fèi）力

（2）更（gèng）換直線小轉角地線絕緣子時，拆除絕緣子後，二聯板受（shòu）垂向（xiàng）重力作用會豎直懸掛，為方便更換需額外采取固定措施，作業（yè）步驟繁雜，且內（nèi）角側的（de）地線背向塔身向外側偏移，若上承力點是通過纏繞在地線支架鋼絲繩與手搖葫蘆（雙鉤絲杠）連接，支架端處的鋼絲（sī）繩有滑出（chū）的（de）可能，存在安全（quán）隱（yǐn）患；若上承力點選擇與地線支（zhī）架相（xiàng）連的 U 型環連接，由於聯板的原因，絲杠或葫蘆鏈條的（de）軸線與懸掛金具的重力作用線不在同（tóng）一直線上，工具在受力時會與金具發生頂壓，在垂直（zhí）荷載比較大的（de）杆塔上，工具可能會發生彎曲變形（xíng），存在安全隱患。

1.2雙絲杠地線提線法

在作（zuò）業時利（lì）用承力支座卡在（zài）地線支架背靠背（bèi）角鋼處，兩端各有一副（fù）絲杠通過U型環扣與（yǔ）地線（xiàn）連接，通過左右兩副（fù）絲杠平衡收緊將地（dì）線提升，使絕緣子處於不受（shòu）力狀態[2]。該方法使用的（de）工具體積大，工具安裝、操作步驟複雜且費時，尤其（qí）當作業杆塔高（gāo）差較大時，要（yào）不斷調整左右絲杠的行程來保持兩端受力平衡（héng），給作業（yè）人員的操作帶來一定的難度，對作業人員技能水平要求較高。

2 專用工具設計

2.1 地（dì）線絕緣（yuán）子連接金具結構分析（xī）

地線絕緣子連接金具主要分直線塔雙聯懸垂絕緣子串（單線夾（jiá））、直線塔雙聯懸（xuán）垂絕緣子串（雙線夾）、直線小轉角塔雙聯懸（xuán）垂絕緣子串（單線夾（jiá））和耐張塔雙聯耐張絕緣子串（chuàn） 4 種連接方式（shì），其（qí）結（jié）構分析見表1。

由表 1 可知，地線絕緣子連接金（jīn）具的連（lián）接方（fāng）式不同，但具有相同的（de）結構，可分為雙聯（lián）單線夾和雙聯雙（shuāng）線夾兩種類型。其中，雙（shuāng）聯單線夾類連（lián）接（jiē）金具由U型掛環（huán）、聯板（bǎn）（L型）、直角（jiǎo）掛板、絕緣子、平行掛板、聯板（L型）、懸垂或耐張線夾構成（chéng）[3]；雙聯雙線（xiàn）夾

作業人員在更換直線塔地線絕緣子時（shí），工具所承受的荷（hé）重主要是地線作用於（yú）懸垂線夾處的垂直荷重與金（jīn）具重量[5]。由於直線小轉角塔地線掛點至線夾的（de）連線與重力垂線有一定的角度（δ < 45°），作（zuò）業時工具所承受的荷重（chóng）是垂直分量（地線（xiàn）作（zuò）用於懸（xuán）垂線夾處的垂直荷重與金具重量（liàng）之和）與水平分量的合力，其計算公式如（rú）下：

工具的最大荷重隻有在最大垂直檔距和地線懸垂（chuí）絕緣子串最大風偏角（δ = 45 °）時才會出現，但在實際運行中，以上兩種（zhǒng）情況不會同時出現，因此，工（gōng）具的最大荷重（chóng）對於任何停、帶電（diàn）作業（yè）條件都是安（ān）全的。如：GJ - 80 地線每千米重量為 630kg/km ，最大垂直檔距為 1 500 m，金（jīn）具重量為 0.6kN，為45°，則工具承受的最（zuì）大荷重Pmax為14.22 kN。按設計要求，專（zhuān）用工具的安全係數為（wéi）2.5，則專（zhuān）用（yòng）工具額定使用荷重為：

2.2.3 專（zhuān）用工具操（cāo）作要求

專用工具應具備體（tǐ）積小、重量輕等特點，要便於作業人員傳遞或攜帶。工具（jù）選擇的承力點要（yào）穩固且便於裝、拆，保證隻需1名作業人員就能獨立完成安裝；在作業中轉移地線絕緣子承力時，省力絲杠搖柄長度要適中，作業人員通（tōng）過單手能輕鬆控製絲杠緊、鬆，實現工具承力與地線絕緣子承力狀（zhuàng）態的轉移。

2.3 專用工具結構設計

基於地線絕緣子連接金具結構（gòu）特點，本文設計的（de）專用工具由上聯板雙鉤、省力絲杠、下聯板雙鉤（或地線雙鉤）構成，其（qí）上承力點選擇由上聯板雙鉤（gōu）掛套在上聯（lián）板（L 型）中心孔（kǒng）兩側等邊（biān）斜腰腰邊上。

更換雙聯（lián）單線夾連接金具結構的地線絕緣子（zǐ）時，下承（chéng）力點選擇由下（xià）聯板雙鉤鉤套在下聯板（L型）中心孔兩側等邊斜腰腰邊上；更換雙聯（lián）雙（shuāng）線夾連接金具結構（gòu）的地（dì）線絕緣子時，下（xià）承力點選擇由地線雙鉤鉤套在地（dì）線上，專用工具安（ān）裝示意圖分別如圖 1、圖 2所示。

圖1 更換雙聯單線夾類地線絕緣子專（zhuān）用工（gōng）具（jù）安裝示意圖（tú）

圖2 更換雙聯雙線夾地線絕緣子專用工具安裝示意圖（tú）

3 作業（yè）步驟

地線絕緣（yuán）子按連接金具結（jié）構類型分雙聯單線夾和雙聯雙線夾，作業中主要的區別在於（yú）安裝時（shí）提吊點的選取不同，使用（yòng）專用（yòng）工具更換地線絕緣子的主要作業步驟如下：

（1）塔上作業人員攜帶傳遞繩、滑（huá）車登塔至地線支架合適位置後係好安全帶，並掛好滑車（塔上（shàng）作業人員在未裝設接地線或個人保安地線前，應保持人體裸露部分與絕緣架空地線不（bú）小於0.4 m安全距離（lí）[6]）；

（2）地麵作業（yè）人員傳遞接地線或個人保安（ān）線、絕緣手套、專用工（gōng）具至滑車掛點處；

（3）塔上作業人員裝設接地線或個人保安線（xiàn），確（què）保接觸良好，連接可靠；

（4）塔上作業人員安裝專用工具，安裝時先（xiān）將（jiāng）該工（gōng）具上聯板雙鉤掛套在上聯（lián）板（L型）中心孔兩側等邊斜腰腰邊上，再根（gēn）據地線絕緣子連（lián）接金具結構長度，調整絲杠長（zhǎng）度，將下雙鉤鉤（gōu）套在合（hé）適的起吊承力（lì）點上；

（5）塔上作業（yè）人（rén）員收（shōu）緊絲杠（gàng），將地線絕（jué）緣子承力轉移至專（zhuān）用工具上，檢查專（zhuān）用（yòng）工具受力狀態良好，拆除舊絕緣子，安裝新絕緣子；

（6）塔（tǎ）上作業人員檢查、確認更換（huàn）後的新絕緣子受力良好、銷釘安裝到位，拆除專用工具；

（7）人員下塔（tǎ），檢查塔上無遺留物，作業終結。

4 專用工（gōng）具安全性試驗及應用優越性分析

4.1 專用工具安全性試驗分析

根據專用（yòng）工具結構設計圖紙，委托廠家進行成品加工製作。在 2.5 倍允許工作荷載下進行 10 min靜負荷試驗，專用工具各部位無裂紋、變形及（jí）卡澀現象，絲（sī）杠收放靈活，符合設計要求。4.2 專用工具應用優越性分析（xī）專用（yòng）工具重量為 5 kg，最（zuì）大長度（dù）為 650 mm，結構緊湊、安裝及操作（zuò）便捷，省力絲杠收放靈活。現場實踐應用表明，專用工具（jù）具有以下優越性（xìng）：

（1）能實現 500 k V 輸電線路直線塔（含小轉角）、耐張塔絕緣架空地線采用雙聯連接金具結構地線（xiàn）絕緣子的更（gèng）換作業，通用性強；

（2）專用工具選擇上聯板（L 型）、下聯板（L 型）或地線作為承力點，縮短了工具結構尺寸（cùn），減小了工具體積與重量，上承力點選擇由上（shàng）聯板雙鉤掛套在上聯板（L 型）中心（xīn）孔兩側等邊斜腰腰邊上，受力性（xìng）能更優；

（3）專用工具安裝、操作便捷，搖柄可單（dān）手（shǒu）操（cāo）作實現地線絕緣子承力的轉移，有效減輕作業人員勞動強（qiáng）度，提高作業效率。

5 結語

基於地線絕緣子連接金具的結（jié）構特點，研製出適（shì）用於雙聯連接金（jīn）具結構地線絕緣子更換作業的專用工具。現（xiàn）場實踐與應用證明，使用專用工具更換地線絕緣子，能有效（xiào）縮短作業時間，減輕作（zuò）業人

員勞動強度，降低作業（yè）風險（xiǎn），提（tí）高檢修作業效率（lǜ），適應於多種停電（diàn）、帶電（diàn）作業。

參考文（wén）獻：

[1] 關漢超，羅騁，張孝祖，等輸電（diàn）線路架空地線提線器[C].第四屆全國架空輸（shū）電線路技術交流研討會論文集，2014.

[2] 侯飛，劉文恒.500 k V 輸電線路架空地線（xiàn）提線器的研製及應用[J].內蒙古電力技術，2012，30（1）：48-51.

[3] 董吉諤.電力金具（jù）手冊[M].北（běi）京：中國電力出版社，2010

[4] 孟遂民，孔偉.架空輸（shū）電線（xiàn）路設計[M].北京：中國電（diàn）力（lì）出版社，2007.

[5] 李如虎.帶電作業實用力（lì）學[M].北京：中國電力出版社，2011.