1、基于 110KV 架空线路中双回线路直线塔中相绝缘子的带电更换的分析摘要：文章结合了实际的施工案例，介绍了 110 kV 双回路直线塔中相、下相绝缘子因安全间距不满足作业条件而难于实施带电更换技术特点，完成了带电检修和消除缺陷的目的。彻底解决 110 kV 小间距多回垂直排列塔无法进入等电位进行带电作业的难题。希望能给同行带来参考价值。 关键词: 110 kV 双回路；检修消缺带电作业；绝缘子更换；安全距离 Abstract: This paper combines the actual construction case, introduces 110 kV double circuit l
2、ine tower phase, phase insulator for safety distance does not meet the conditions to implement live replacement of technical characteristics, completed the overhaul and eliminate defects to live. Problem 110 kV small spacing to vertical tower can not enter the potential for live working. The hope ca
3、n bring reference value to peer. Keywords: 110 kV double circuit; repair defect elimination live-line insulator replacement; safety distance; 中图分类号： F407.61 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 前言 110kV 双回线路直线塔导线一般采用垂直排列, 因中相横担与上相横担间的间距无法满足带电作业安全距离的要求, 只能采取停电作业。因此,带电更换 110 kV 双回线路直线塔中相绝缘子的方法成了亟待解决的焦点。 1 110
4、 kV 线路小间距双回路垂直排列直线塔的结构特点 110kV 线路小间距双回路垂直排列直线塔(如 110ZGU1、110ZGU2 型塔,因结构原因,两层横担间距为 3.5m,实测上相导线与悬挂点距离 1.6m,导线对中相横担斜材最小距离 1.6m 左右。对于巡视中发现的缺陷, 多采用间接作业方式。假如缺陷影响线路正常运行,须采取等电位方式消缺, 由内向外水平方向、上下垂直方向,人体通过绝缘工具进入电场均不能满足带电作业的安全距离与组合间隙的要求;且输电线路多处于山区、农田,杆塔较高,绝缘斗臂车因环境限制不能进入现场,绝缘升降立梯高度达不到要求,塔外侧方向进入电场现有技术方案也不能成立,只能以停
5、电方式进行处理。 2 解决办法方案 110kV 双回线路直线塔中相横担与上相横担间的间距一般为 3.5 m,扣除绝缘子串长度和中相横担高度后,中相横担与上相导线间的实际距离只有 1.2 m 左右(见图 1)。 国家电网公司电力安全工作规程(电力线路部分)对带电作业规定:“带电作业时人身与带电体的安全距离电压等级为 110kV 者不得小于 1.0m”。若按常规带电作业法更换中相绝缘子, 地电位作业人员需进入中相横担端部作业,作业人员实际活动空间就只有 0.2m,根本无法满足带电作业条件。 因此,要实现带电作业,必须提高地电位作业人员的安全距离, 一是移开上相带电体,或是改变地电位作业人员位置,前
6、者显然不好实施,后者便成了唯一的解决途径。根据上述思路,研制了一种滑轮卡具(见图 2)。这种滑轮卡具配合研制的绝缘子吊点卡(见图 3)等间接装卸工具,使作业人员可在塔身处利用操作杆间接操作,实现了作业人员不需进入中相横担端部就可以间接操作更换 110kV 双回线路直线塔中相绝缘子,从而能确保地电位作业人员有足够的安全空气间隙。 图 1 双回路塔塔头尺寸以及作业间隙（MM） 图 2 滑轮卡具外形图 图 3 吊点卡具图 3 中相绝缘子带电更换过程 滑轮卡具两端各有一组走三定滑轮,它使卡具与滑轮构成一个整体, 再利用两条绝缘绳索和两个动滑轮在卡具两端各组成一套滑轮组(走 3X走 2 或走 3X 走
7、3)作为导线承力工具。作业步骤如下。 (1)作业人员在塔身处利用操作杆、上横担和起吊绳,把卡具固定于中横担绝缘子悬挂点的位置(见图 4),卡具中间的开口缝隙和方槽能紧密固定于横担上。 （2)用操作杆把动滑轮挂钩挂入导线,地面同时收紧两滑轮组尾绳, 转移绝缘子荷载。 （3)用操作杆取下导线侧弹簧销,脱开绝缘子,再用装于滑车绳上的自制吊点卡固定于绝缘子上端部(瓷瓶绝缘子固定于第一片),用绝缘子调整器调整好绝缘子位置,取下横担侧弹簧销,利用绝缘子吊点卡平衡提升绝缘子器,脱开连接绝缘子的球头,把绝缘子放至地面( 见图 5)。安装绝缘子的步骤与上述相反。 图 4 滑轮卡具固定于中相横担图 5 中相绝缘子
8、被取下 4 滑轮卡具的设计及技术性能 4. 1 材料及主要参数 （1) 滑轮卡具主体材料采用 4 号超强度铝合金制作,工件毛坯应锻造,以保证金属纤维不会因机械切割而发生断裂。卡具的结构尺寸变化采用圆弧过渡,避免尺寸变化以直角过渡造成应力集中,极限强度达到41kg/mm2。 （2) 滑轮轮轴采用 40Cr 合金结构钢, 热处理 HRC30-35,极限强度为80kg/mm2;滑轮轮子则采用 MC 尼龙绝缘材料,避免绝缘绳与金属直接接触。（3)主承力绳索采用 14 以上蚕丝绝缘绳或锦纶长丝绝缘绳。14 蚕丝绝缘绳断裂强度为 16kN ,作主承力绳取安全系数 5.5,许用拉力为2909kN;14 锦纶
9、长丝绝缘绳断裂强度为 20kN,作主承力绳取安全系数5.5,许用拉力为 3636kN 。 4. 2 受力设计 按线路最大垂直档距中的垂直及水平荷重确定吊线工具额定设计荷重(即水平荷重不按水平档距确定) 。 （1)按承力工具预期通用范围选择典型线路或线段的最大垂直档距 Lc,作为确定导线最大垂直荷重及水平荷重的依据。根据对目前 110 k 双回线路各种塔型使用条件的调查,使用的最大垂直档距为 700m, 最大截面导线采用 LGJ-300。 （2)垂直荷重 G 根据导线自重比载 g1(因地区无覆冰情况,故不考虑冰重比载 g2)按下列公式计算:G=g1LcA(1)式中: Lc 为上述最大垂直档距;
10、A 为导线截面积。 （3)风压荷重 T 根据导线的风压比载 g4(10m/s 风速下)按下列公式计算:T=g4LcA(2) （4)工具额定设计荷重 Q 按下列公式计算后取整数: Q=G2+T2 (3)根据以上公式计算,工具可能承受的额定设计荷重 Q 为 7.35kN, 从安全考虑再乘以 2.5 倍并取整作为工具额定设计荷重,为 19.6 kN(取2t) 。 4. 3 滑轮卡具的机械性能试验滑轮卡具按实际受力状态布置,分别进行动、静状态下的整体抗拉及破坏试验。试验在液压拉力试验机上进行。(1)动态负荷试验。在 1. 5 倍额定负荷(见表 1 所列的动态试验负荷) 作用下,对试件按滑轮卡具实际工作
11、状态进行 3 次操作, 操作灵活可靠。 (2)静态负荷试验。在 2.倍额定负荷(表 1 所列的静态试验负荷)作用下,持续 5min 后卸载,试件各组成部件无永久变形或损伤。 (3)破坏性试验。在拉力试验负荷达到表 1 的静态试验负荷值后,继续均匀缓慢加载(采用 9.8MPa/s 的应力增加值) ,直至试件任何一处破坏为止,其破坏负荷值(见表 1)应达到 3 倍额定负荷以上。 5 安全措施及注意事项 (1)塔上作业人员对带电体的安全距离不得小于 1m,等电位电工在电位转移时组合间隙不得小于 1.2m,绝缘操作杆的有效绝缘长度不得小于1.3m。 (2)绝缘梯和软梯在使用前必须进行检查,必要时应做电
12、气试验和机械试验, 不合格不得使用。且绝缘梯必须安装后备绳, 后备绳与绝缘梯的夹角不得小于 30b,连接牢固可靠,防止因绝缘梯固定点松脱造成等电位人员触电或摔伤。 (3) 导线未脱离绝缘子前,横担上的人员不得用手接触第 2 片绝缘子的铁帽,以防麻电。 (4) 绝缘子串在上、下过程中,防止相互碰撞和伤及等电位作业人员。(5) 所有工作人员要戴安全帽,塔上工作人员穿合格的屏蔽服, 地面人员不得在传递工具、材料的下方停留。 (6)等电位人员必须在衣服外面穿全套合格的屏蔽服,且各部位应连接良好。且等电位作业人员身高不得超过 1.7 米。 (7)带电作业设专人监护, 并增设塔上监护人,监护人应有带电作业
13、经验的人员担任,监护人不得直接操作。 (8) 等电位作业人员在电位转移前,应得到工作负责人的许可, 并系好安全带。从绝缘梯固定点出线时,避免过大的动作,应满足规程规定电压等级的安全距离和组合间隙。 (9)带电作业前必须申请停用重合闸。且带电作业必须在良好天气下进行, 如遇雷、雨、雪、雾天气,不得进行带电作业, 风力大于 5 级时一般不宜进行带电作业。 5 小结 通过以上的实践证明，这种带电作业办法可以达到水平，可是工具多、作业程序复杂，因此我们技术人员还需要加强技术水平，还有，要遵守国家电网公司电力安全规程规定的带电作业安全距离需经带电作业专项培训, 才能全面有效推广此作业方法。 参考文献 1
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