双分裂导线双悬垂绝缘子串带电更换

陈永平

(福建漳州电业局,福建漳州 363000)

目前 220 kV及以上输电线路,由于输送容量较大,为了抑制电晕放电和减少线路电抗,提高线路的送电能力,新增的 220 kV输电线路已多数逐渐采用了双分裂导线双悬垂绝缘子串架设方式。但由此也给线路的带电作业带来了一些棘手的问题:由于塔型及导线排列方式的限制,造成了一般直线杆塔使用的普通横担卡具和绝缘拉棒无法实现带电更换绝缘子的严重问题。

就如何改进和安全妥当地安装横担卡具,制作绝缘拉板从而满足更换绝缘子串要求,实现带电更换以及现场带电更换绝缘子串试验进行了论述,结果表明此方法已能安全、快捷地对双分裂导线架设方式的双悬垂绝缘子串进行带电更换。

1 采用普通工器具及常规方法存在的困难

1.1 铁塔横担宽度不够

以 220GUZ11鼓型塔为例,由于是双回同塔架设方式,考虑铁塔整体结构的安全稳固性,横担顺线路方向的宽度一般较单回架设方式的线路铁塔横担短些。这样的架设方式对停电更换双串绝缘子串是不会产生任何不良影响的,因为停电更换绝缘子串时一般是在横担上悬挂钢丝绳套,将双钩紧线器或链条葫芦上端挂住钢丝绳套,下端钩住导线,然后收紧双钩紧线器或链条葫芦进行更换。由于使用的是钢丝绳套,很容易穿过横担角钢套住横担。但是带电更换时则不然,带电更换绝缘子串使用的是普通横担卡具,需要有相应宽度的横担才能安装妥当,如果卡具正下方被绝缘子串所阻挡则无法将带有导线钩的绝缘拉棒与横担卡具相连接,而双分裂导线双悬垂绝缘子串架设方式的铁塔,比起单串悬垂绝缘子串多出了 1串绝缘子,此时绝缘子串正好处在横担卡具安装位置的正下方,导致绝缘拉棒不能与横担卡具连接,横担卡具安装失败。

从图 1不难看出,已无横担卡具的安装位置(空间被双绝缘子串占据),所以无法安装横担卡具。

图 1 “双分裂导线架设方式悬垂绝缘子串”排列方式的铁塔横担

1.2 导线与横担卡具偏移角度过大

图 2 绝缘拉棒

带电更换直线杆塔悬垂绝缘子串时一般与卡具连接的是绝缘拉棒 (图 2)。绝缘拉棒截面大,受力面大,有机械强度高、抗弯、抗剪能力强等多种优点,因此广泛应用于带电更换绝缘子串的作业中。针对普通单导线架设方式的更换绝缘子串作业时用绝缘拉棒,操作时安全可靠,作业效率高。但是绝缘拉棒的缺点是,与之配套的导线金属钩头是套在绝缘拉棒上,然后通过螺栓紧固在绝缘拉棒上的,这种方式导致了这样的严重后果:绝缘拉棒与横担卡具连接完成,下方也已钩好双分裂导线,并已收紧卡具丝杆,绝缘拉棒受力。当下方的双分裂导线与上方横担卡具安装位置不在同一垂直线上(卡具安装位置已移到横担两侧边,并非与导线在同一垂直线上或当导线偏离塔身呈一定角度时),此时绝缘拉棒将承受双分裂导线的剪切力 (图 3)。如果继续收紧卡具丝杆,绝缘拉棒所受的剪切力将继续增大,容易因剪切力过大而发生断裂。因此,常规使用的普通绝缘拉棒不适用于更换双分裂导线架设方式的双悬垂绝缘子串。

图 3 绝缘拉棒承受双分裂导线的剪切力示意图

从图中 3可看出拉棒的合金钩头在拉棒上只能上下移动调节位置,不能左右摆动调节位置,当导线与横担卡具不在同一垂直线上时,拉棒将承受剪切力,无法成功安装。

2 解决方案分析及方案实施

2.1 改用其他类型横担卡具和改变安装位置

因为安装位置被双串绝缘子串所遮挡,所以如果单一地考虑改用其他型式的横担卡具来代替该普通横担卡具,仍然无法解决问题。因此,既要对原先的横担卡具进行改进,改成横担侧边卡具,同时要把卡具安装位置相应地变动到横担的两侧边,便能可靠地安装横担卡具了。操作时,当卡具受力后为了防止横担角钢发生外翻变形,可在两侧边卡具之间连接距离控制器。这样也有另一个好处:收紧丝杆后两侧边卡具的受力能通过距离控制器进行力的平衡,使两侧边卡具受力均衡,提升导线时更安全可靠。连接后的效果如图 4所示。

图 4 横担侧边卡具和距离控制器连接图

2.2 研制新的绝缘拉板

绝缘拉棒是实心的管材绝缘棒制成的,它的抗拉强度是同等绝缘材料中较好的。但是考虑到绝缘拉棒钩头不能左右摆动,存在剪切力问题,故不能采用。相比之下,绝缘拉板抗拉、抗弯的能力虽比不上绝缘拉棒,但是根据以往的使用经验及通过试验,仍然可以满足更换绝缘子串时承受拉力的要求,只要进行适当的加工制作就能满足双分裂导线架设方式的双串绝缘子更换要求。所以,最终选择用 “绝缘拉板”来替代 “绝缘拉棒”,这样才能很好地配合可灵活转动的双分裂导线金属钩头。为了让钩头在绝缘拉板上灵活转动,使绝缘拉板不受太大的剪切力,应对与合金钩头连接的绝缘拉板端进行裁切打磨处理,将其与合金钩头的接触面打磨成圆弧形,使合金钩头在绝缘拉板上能够灵活地摆动到任何角度,这样,在更换绝缘子串时既能够很妥当地钩住导线,又不会如绝缘拉棒那样产生剪力作用。

双分裂导线金属钩头和根据实际线路制作的绝缘拉板组合后的效果图见图 5。

图 5 连接组合及摆动效果图

把整套横担侧边卡具和配有双分裂导线金属钩头的绝缘拉板组装起来,卡具固定在横担两侧边角钢上,双分裂导线合金钩头钩住导线,收紧卡具丝杆就能将导线提升,绝缘子串上所受的垂直拉力转移到横担侧边卡具和绝缘拉板上,绝缘子串松弛,之后就能顺利拆除旧绝缘子串,对绝缘子串进行更换了。

3 安全性能检验与应用

为保证加工制作出的更换绝缘子串工具在实际带电作业中的安全可靠性,进行了绝缘性能检测(表 1)和拉力性能检测 (表 2),检测结果均符合《国家电网公司电力安全工作规程 (电力线路部分)》的要求。

表 1 拉板绝缘测试结果

表 2 拉力测试报结果

2009年 4月,在 220 kV棉紫 I路调爬中,使用这套自制改进的工具进行带电更换双分裂导线架设方式双悬垂绝缘子串工作,经过现场的实际操作,圆满完成了更换双串绝缘子串工作任务。后来又经过多次现场操作验证,均得到了满意的结果。

4 结束语

研制出这套工器具和作业方法后,有效地解决了普通卡具无法安装和普通拉棒无法承受剪切力,拉棒钩头无法成功安装到双分裂导线上的问题,突破了由于杆塔型式及导线排列方式的限制,成功实现了双分裂导线架设方式双悬垂绝缘子串的带电更换,解决了带电作业中遇到的又一个难题。

〔1〕DL409-1991,国家电网公司电力安全工作规程 (电力线路部分)〔S〕.北京:中国电力出版社.

〔2〕王兴葵.送电线路运行和检修 〔M〕.北京:中国电力出版社,2003.

〔3〕GB 13398-1992,带电作业用绝缘杆通用技术条件 〔S〕.北京:中国标准出版社.

〔4〕GB 13398-2003,带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒 〔S〕.北京:中国标准出版社.

〔5〕GB/T 18037-2008,带电作业工具基本技术要求与设计导则〔S〕.北京:中国电力出版社 .