220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具装置的研制

陈永平

(福建省电力有限公司漳州电业局，福建漳州 363000)

为减少线路走廊占地面积，降低线路建设投资成本，220 kV及以上输电线路多采用同塔双回甚至同塔多回输电线路的架设方式。以220GUZ31鼓型塔为例，由于220GUZ31鼓型塔是同塔双回架设方式，出于降低成本和提高整体安全性能考虑，多数采用双悬垂绝缘子串设计，横担宽度短，横担侧边封板面积大。如果采用普通卡具作业，卡具正下方被双串绝缘子串所阻挡，无法将带有钩头的绝缘拉棒与横担卡具相连接;如果采用普通侧边卡具，由于横担侧边封板面积大，横担卡具只能安装在与导线不在同一垂直线上的位置，绝缘拉板亦无法与卡具相连接，故无法实现该型铁塔双分裂导线架设方式下双悬垂绝缘子串的带电更换作业。

文中就研制220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具装置、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，此卡具装置能安全、快捷地对220GUZ31型铁塔双分裂导线架设方式的双悬垂绝缘子串进行带电更换。

1 常用作业方法分析

目前，220 kV输电线路直线杆塔上进行带电更换绝缘子作业采用的工具有2种:普通直线卡具和直线边卡，这2种卡具在220GUZ31型铁塔上作业都具有一定的缺陷性。

1.1 普通直线卡具的缺陷

考虑铁塔整体结构的安全稳固性，220GUZ31鼓型塔采用同塔双回架设方式，其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宽度小些 (如图1)。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，双串绝缘子串占据了绝缘拉板的安装空间，导致绝缘拉棒不能与横担卡具连接，横担卡具安装失败(如图2)。

图1 220GUZ31型铁塔横担

图2 普通直线卡具安装后220GUZ31型铁塔横担

1.2 直线边卡的缺陷

220GUZ31鼓型塔横担侧边封板面积大 (如图3)。直线边卡只能安装在与导线不在同一垂直线上的位置，绝缘拉板与卡具丝杆无法相连接 (如图4)。如采用强行连接后，绝缘拉板的中心轴线与卡具丝杆中心轴线将不在同一轴线上，收紧丝杆后将产生剪切力，严重时会导致绝缘拉板破坏断裂，故无法实现该型铁塔的带电更换绝缘子作业。

可见，常规的2种作业方法，绝缘拉板均无法可靠地和卡具丝杆相连接，无法满足220GUZ31鼓型直线塔上双分裂导线架设方式的双悬垂绝缘子串带电更换的作业要求。

图3 220GUZ31型铁塔横担侧面图

图4 直线边卡安装后220GUZ31型铁塔横担

2 解决方案及实施

2.1 改进直线边卡，研制220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具

直线边卡的安装位置是在偏离导线垂直线约10°～15°的斜上方，由于设计时未考虑卡具安装位置偏离的问题，受定位转向轴限制，丝杆无法左右摆动 (如图5)，不能满足受力时丝杆向导线方向倾斜的要求，丝杆和绝缘拉板不能可靠连接。因此，在直线边卡的基础上进行改进，将定位转向轴设计成安装方向与导线轴向方向平行 (如图6)，丝杆可左右摆动，且受力时可向导线方向倾斜0～15°，避免了剪切力的产生。

图5 原有直线边卡侧面

图6 研制的220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具

2.2 软质绝缘绳钩代替原有绝缘拉棒

绝缘拉棒 (如图7)由实心的管材绝缘棒制成，在同等绝缘材料中，它具有较好的抗拉机械强度，但是由于绝缘拉棒钩头不能左右摆动，存在剪切力，不能采用。相比之下软质绝缘绳具有抗拉、抗弯能力强、挠性好、能变向受力等优点，是代替绝缘拉棒的最理想材料。只需对绝缘绳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，用绝缘绳下方连接金属钩头，上方通过调节平衡滑轮与220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具连接 (如图8)，这样在更换绝缘子串时既能牢固地钩住导线，又不会如绝缘拉棒那样产生剪切力。

图7 绝缘拉棒

图8 软质绝缘绳钩与卡具连接示意图

2.3 研制连接调节器

用220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡进行更换绝缘子串操作，收紧丝杠后，卡具受丝杠向下的拉力会出现往丝杠受力方向倾斜的情况，此时安装卡具的横担角钢将发生外翻变形，严重时将导致角钢断裂、卡具脱出。为防止发生这种情况，研制了连接调节器 (如图9)，在两侧边卡具之间用该连接调节器进行控制，这样在收紧丝杆后两侧边卡具的受力能通过连接调节器平衡受力，使两侧边卡具受力均衡，提升导线时更安全可靠。

图9 连接调节器

整套220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具与软质绝缘绳钩及连接器连接后的示意图见图10。

10 220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具示意图

3 安全性能检验与应用

为保证制作的更换绝缘子串工具的安全可靠性，进行了绝缘性能检测和拉力性能检测。2012年1月10日，在440 kV工频电压下对软质绝缘绳钩进行了绝缘测试，测试时间持续1 min，测试结论为合格。2012年1月10日，在50 kN静试验拉力下分别对软质绝缘绳钩和220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具进行了拉力测试，测试结论为合格。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。

2012年2月，在220 kV凤总I路带电更换绝缘子串作业中，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，圆满完成了更换双串绝缘子串工作任务，现场整套卡具装置安装及现场作业见图11－13。后来经过多次现场操作，均取得满意结果。

图11 现场整套卡具装置安装俯视照片

图12 现场整套卡具装置安装侧视照片

4 结束语

新研发的220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具，彻底解决了220GUZ31型铁塔双导线双绝缘子串无法带电更换绝缘子串这一难题。220GUZ31型铁塔专用横担侧边卡具安全性高、适用性强、安装安全可靠，有利于提高带电作业水平，具有在同行业中大力推广的价值。

图13 现场作业照片

〔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，1991.

〔2〕DL/T463—2006带电作业用绝缘子卡具〔S〕.北京:中国电力出版社，2006.

〔3〕高选.三峡工程新型同塔双回线路技术分析〔J〕.东北电力技术，1999(11):1-5.

〔4〕王兴葵.送电线路运行和检修〔M〕.北京:中国电力出版社，2003.

〔5〕GB13398—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，2003.

〔6〕GB/T18037—2008带电作业工具基本技术要求与设计导则〔S〕．北京:中国标准出版社，2008.