一种可用于带电更换水平双分裂导线多联板双联绝缘子串的卡具

陈坚平 向 云 刘治国



一种可用于带电更换水平双分裂导线多联板双联绝缘子串的卡具

陈坚平 向 云 刘治国

（国网湖南省电力公司带电作业中心，长沙 410010）

多联板双联组合绝缘子串应用越来越普遍，但目前尚缺乏专门用于带电更换多联板双联绝缘子串的卡具，导致作业效率低下。本文对多联板双联绝缘子串的组装方式和作业方式进行了分析，发现多联板荷载转移不恰当是效率低下的主因。据此，设计了一种多联板双联绝缘子串更换卡具，并对卡具曲梁强度进行了校核，验证了其安全性、可靠性。利用研制的卡具进行带电更换多联板双联绝缘子串，耗时仅需25min，作业效率提高48%。

双联绝缘子串；卡具；曲梁强度；作业效率

根据国网公司2011年典型设计手册，2A4模块中的ZBC1、ZB1型号铁塔和ZH拉门塔中横担模块均要采用多联板双联绝缘子串组装型式。随着电网规模的扩大，多联板双联组合绝缘子串应用也越来越多[1]。

但目前尚缺乏专门用于带电更换多联板双联绝缘子串的工具，采用常规横担侧卡具或者滑轮组作业时，均存在安装位置偏移且受力不均的问题，此外，等电位作业人员无法托起笨重的组合联板，导致作业效率很低。因此，如何解决带电更换多联板双联绝缘子串的难题已迫在眉睫。

本文对绝缘子组装型式和横担结构、横担卡具和作业方法进行调查分析，根据调查结果，设计了一种可用于带电更换水平双分裂导线多联板双联绝缘子串的卡具，并已经应用于作业现场。

1 调查分析

1.1 水平距离

经调查发现，多联板双联绝缘子串导线侧共4块联板组装，L型联板和其他连接金具自重大。横担侧绝缘子串悬挂方式在位置上存在上凹槽和下凹槽两种方式。ZBC1和ZB1铁塔中2A4模块横担头为密集型，横担头两侧靠外安装有加强联板，加强联板比横担角钢高出许多并带有一定坡度。

通过分析知道，此类横担和绝缘子挂线型式与普通铁塔不同。现有横担卡具常将挂口挂于没有联板的角钢一边，无法与多联板双联绝缘子串在同一竖直平面内安装在ZBC1和ZB1铁塔横担上，这将导致作业过程中丝杆与导线不垂直，从而受力不均匀，存在一定的安全风险，如图2所示。

图1 联板双联绝缘子串

1.2 现有作业方法分析

目前，带电更换多联板双联绝缘子串通常采用提线钩作业法，该方法主要被分为几个环节：安装横担卡具、安装提线钩、转移绝缘子串荷载、更换绝缘子串、拆除提线钩、拆除横担卡具。通过对10次带电更换多联板双联绝缘子串的作业环节进行分析，并对各环节操作耗时统计，如图3所示。

由图3可知，现有卡具无法适应密集型横担安装，使用提线钩作业法中多联板荷载转移不恰当是造成带电更换多联板双联绝缘子串效率不高的主要因素。

2 多联板双联绝缘子串更换卡具的设计与校核

对上节进行分析，设计多联板双联绝缘子串更换卡具能够大大提高作业效率。

2.1 卡具的设计

为了适应ZBC1和ZBC铁塔横担的结构特点，设计了如图4所示的卡具。卡具本体类似半工字型，可越过横担加强联板所伸出来的高度；卡具承力钩可通过上、下凹槽中间空隙使得卡具安装后保持与绝缘子串在一个竖直平面内，解决了现有卡具只能偏移安装导致丝杆受力不均匀的难题[2-4]。

图4 多联板双联绝缘子串更换卡具设计图

卡具的材料选用四号超硬铝（LC4），其许用弯曲应力为

2.2 卡具曲梁强度校核

该卡具的受力部分为卡具曲梁，故仅对卡具曲梁进行受力分析，如图5所示。

图5 卡具曲梁受力分析图

根据图5列平衡方程为

解得

由图5可知，截面处所受弯矩为

由图5可知，界面处所受弯矩为

为简化分析，点、截面分别如图6所示。

（a）点E处截面形状 （b）点D处截面形状

处截面抗弯截面模量为

E=2/6=80×652/6=56333.3mm3

处截面抗弯截面模量为

D=2/6=90×352/6=52500mm3

处截面所受的弯曲应力为

=E/E=6870/56333.3=121.95N/mm2＜164N/mm2

处截面所受的弯曲应力为

=D/D=1572/52500=29.94N/mm2＜164N/mm2

由上述分析可得，卡具曲梁满足强度要求。

3 现场应用

根据图4所示的设计图，对多联板双联绝缘子串更换卡具进行加工，如图7所示。

图7 多联板双联绝缘子串更换卡具实物图

为了检查卡具的效果，利用所研制的卡具和大刀卡配合作业，改进作业过程中荷载转移方式，在多次作业中进行了试验并统计作业各环节耗时。

经计算，利用传统方式作业平均耗时48min，在使用新型卡具后作业用时仅需25min，工作效率提高48%，由此说明了本卡具的实用性。

图8 现场应用

4 结论

1）在现状调查中发现，鉴于多联板双联绝缘子串的特殊性，导致现有卡具无法与多联板双联绝缘子串在同一竖直平面内，作业过程中丝杆与导线不垂直从而受力不均匀。现有卡具无法适应密集型横担安装，使用提线钩作业法中多联板荷载转移不恰当导致作业效率低下。

2）根据实际问题，设计了一种多联板双联绝缘子串更换卡具，并对卡具曲梁强度进行了校核，验证了其安全性、可靠性，解决了多联板荷载荷载转移不恰当的难题，从而提高了作业效率。

3）成果应用研制的多联板双联绝缘子串更换卡具进行带电作业，耗时仅需25min，工作效率提高48%，效果良好。

[1] 国家电网公司. DW 302—2009. ±800kV直流输电线路带电作业技术导则[S].

[2] GB/T 18037. 带电作业工具基本技术要求与设计导则[S].

[3] 李如虎. 带电作业实用力学[J]. 机械工程学报, 2007(10): 117-120.

[4] 带电更换500kV输电线路L串绝缘子通用工具的研制[J]. 电瓷避雷器, 2015(265): 35-40.

The Development of Horizontal Double Split Conductor Double Strings Insulators Holder for Live Working

Chen Jianping Xiang Yun Liu Zhiguo

(Live Working Center of State Grid Corporation of Hu’nan, Changsha 410010)

The horizontal double split conductor double strings insulators are more and more commonly used, but the double strings insulators holder is still very lack, which leads to low operating efficiency. In this paper, assembly method and operation way of double strings insulators is analyzed, the inappropriateload transfer method is the primary cause of inefficient. Based on this, horizontal double split conductor double strings insulators holder for live working is designed. Its security and reliability is verifiedby checking the fixture curved beam intensity. Using the double strings insulators holder, replacing the insulator just takes only 25minutes, and the efficiency increased by 48%.

double strings insulators; holder; the fixture curved beam intensity; the efficiency

陈坚平（1983-），男，本科，全国电力行业技术能手，国网公司技能专家，主要从事输电线路带电作业工作。