输电线路避雷线提升转换器的研制与应用

党文强，刘美洲

(1.国网陕西省电力公司安康供电公司，陕西 安康 725000；2.国网四川丹巴县供电有限责任公司，四川 丹巴 626300)

输电线路避雷线提升转换器的研制与应用

党文强1，刘美洲2

(1.国网陕西省电力公司安康供电公司，陕西 安康 725000；2.国网四川丹巴县供电有限责任公司，四川 丹巴 626300)

在传统输电线路避雷线提升、更换安装金具作业中，存在作业工器具单一、简陋，提升作业困难且安全系数较低，提升方式极易损伤架空避雷线及光缆造成安全隐患等问题。为了解决这些问题，结合实际生产需要，研制出一种基于平衡紧线法的输电线路避雷线提升转换器。该装置采用一体化设计，结构紧凑，安全可靠，颠覆了传统的竖直向上提升方法而转换为接近水平的斜向上提升法，操作简便，安全高效，对输电线路运行检修作业具有重要的实用意义。

输电线路；避雷线；平衡紧线法；提升转换器

0 引言

在新建线路架设、老旧线路改造和检修过程中，涉及到很多有关直线塔避雷线金具的安装、调整和更换工作。由于传统输电线路更换、安装金具作业中存在作业工器具单一、简陋，避雷线提升作业困难且安全系数较低，提升方式极易损伤架空避雷线及光缆造成安全隐患等问题；同时，新修订的输电线路设计标准中提出各类避雷线截面积均有不同程度的增大，垂直和水平荷载将大幅度提高，再使用简易方法安装避雷线金具已很不适宜。因此，需研制一种安全高效、操作简便、通用性强的输电线路避雷线提升专用工具。

1 传统提升工具及作业方式

1.1 传统提升工具

目前，避雷线金具安装、检修、更换作业中常采用手扳葫芦、双沟紧线器和滑车组组合进行作业，在避雷线横担处用钢丝绳套固定提线工具，存在如下问题。

(1) 直线塔悬垂金具的长度大部分在230 mm左右，常用的紧线工具如手扳葫芦、双沟紧线器和滑车组组合等，其收紧失效距离均远远大于230 mm。

(2) 电力工具制造厂家研发出的2种比较典型的避雷线提升工具，在使用过程中存在局限性。其只能提升安装单悬垂线夹避雷线，对于双悬垂线夹和预绞式悬垂线夹则无能为力(因为提升避雷线挂点距离悬垂线夹太近，预绞式悬垂线夹太长)。

目前，大多数线路架设的避雷线一边是钢绞线、另一边是OPGW光缆，OPGW光缆使用的悬垂线夹是预绞式悬垂线夹，其检修提升、安装暂无专用工具。

1.2 传统提升作业方式

施工检修时，作业人员常采取以下2种方法提升安装避雷线。

1.2.1 方法1

用一根较大的木杠做一个小横担顺线路方向捆绑在铁塔避雷线横担上，可小范围转动；小横担两端装有挂线吊钩，吊钩一端连接紧线器，收紧紧线器就可以将光缆提升。

存在的问题：木杠强度不好控制，选择大木杠不好携带、安装，选择小木杠容易折断。

1.2.2 方法2

在避雷线横担上绑扎一个圆木，钢丝套跨过圆木，通过卡线器、紧线器收紧钢丝套来提升光缆。

存在问题：钢丝套在圆木上滑动，没有采取防止光缆脱落的保护措施。

综上所述，传统提升工具非常简陋、规范性和安全性差，存在操作复杂、安全风险大的问题。

2 输电线路避雷线提升转换器研制

2.1 结构组成

装置研制过程中主要考虑工具的安全可靠、操作方法的简便高效、作业范围的控制、提升方法的优化等4个方面。结合实际生产需要，开发研制出如图1所示的避雷线提升转换器，其主要由轮架组件、防脱挂钩组件和滑轮组件3部分组成。

图1 避雷线提升转换器实物

2.1.1 轮架组件

轮架组件固定于横担之上，各部件结构及安装位置直接关系到工具作业时的安全性，因此工具采用一体化设计，结构紧凑。轮架组件由轮架主体及封口螺钉组成。轮架主体用铝合金材料制成，外侧形状根据2个角钢合并后的形状制成，内侧形状为长槽形，轮架主体两侧底部4角设计有4个纵向长孔，各安装挂钩1个，挂钩间距可调整。

2.1.2 防脱挂钩组件

防脱挂钩组件由挂钩和带台滚花压紧螺母组成，共有4个，安装在轮架主体两侧底部4角。挂钩间距可通过其在长孔中的位置进行调整，可适应不同型号杆塔避雷线横担作业情况，通过4个对称螺栓连接保证装置固定的安全稳定性。

2.1.3 滑轮组件

滑轮组件由滑轮、轮轴和螺母组成，通过螺母连接在轮架主体上，轮架主体上的1个凸台可防止滑轮轴转动。2个滑轮分别位于轮架主体前后，滑轮轮槽略高于角钢竖直面的顶部。采用对称原则设计2个滑轮的目的是为了降低了避雷线提升转换器重心，分散角钢所受压力。

2.2 强度计算校核

对研制的工具进行了强度计算校核。所研制工具重2.3 kg；尺寸为321 mm×160 mm×145 mm；选用铝合金材料，抗拉强度σ≥530 MPa，抗剪强度τ≥530 MPa；安全系数K=4；冲击系数K1=4。模拟JLB30-150型地线，设计最大风速30 m/s，设计覆冰厚度10 mm，垂直档距最大取Lυ=800 m，地线金具重量G1=11.11 kg，地线单位长度质量Q=0.84 kg/m。

地线垂直荷载G计算如下：

为提高安全性，取工具的工作载荷为10 kN。经计算，工具许用抗拉强度σ为163.9 MPa，许用抗剪强度τ为79.9 MPa。经过试验计算确认，工具的设计完全满足拉伸与剪切强度要求。

图2 避雷线提升转换器工作状态示意

2.3 避雷线提升转换器作业方式

该避雷线提升转换器的作业方式颠覆了传统的竖直向上提升方法而转换为接近水平的斜向上提升方法，其工作状态如图2所示。所应用的工具有：钢丝绳、紧线器、2个紧线钳头、提升转换器。

具体步骤如下。

(1) 将轮架主体卡在铁塔避雷线横担挂点的2个角钢上，根据2个角钢宽度调整4个防脱挂钩间距，并拧紧紧固螺母。

(2) 将提升避雷线用的钢丝绳套贴着2个滑轮上部绕过，并用封口螺钉封住钢丝绳套上部。

(3) 钢丝绳套一端连接紧线器并用紧线钳头连接于避雷线一端，另一端连接紧线器卡线器。

(4) 待各部件连接可靠后，采用平衡紧线法，通过调节紧线器，使钢丝绳向内收缩，将力传递给两端避雷线紧线器，使避雷线沿斜向上方向向内收紧。这样，避雷线悬垂线夹连接区域保持松弛状态，可平稳地提升各类避雷线，此后可安全顺利地进行检修工作。

此方法能避免因各种原因引起的避雷线跳跃、滑脱事故，亦可避免因选择使用的木横担不当而引起的断裂掉线事故，安全可靠，操作方便高效，作业范围可控，使用效果较好。

3 避雷线提升转换器应用效果分析

该工具研制成功后，在某供电公司所管辖110 kV线路紫麻线4基不同杆塔上进行了更换避雷线悬垂线夹作业，其安全性、操作性、通用性均得到了验证。

3.1 安全性

(1) 工具采用一体化设计，结构紧凑，各部位连接均考虑安全措施，作业时将装置受力转换至与杆塔组成的整体上，安全可靠。

(2) 4个防脱挂钩与铁塔避雷线角钢牢固地连接在一起，轮架上的封口螺钉将钢丝套封住，紧线时无论避雷线怎样跳跃，也不会发生滑脱掉线事故，保证人身、设备安全。

(3) 提升作业方式转换为接近水平的平衡紧线法，工作人员作业范围缩小，安全风险系数降低，减小了线缆的损伤和电网的安全隐患。

3.2 操作性

该工具结构简单，可靠性高，重量轻，承载力大，不受电压等级限制。提升安装避雷线金具时，不需准备太多类型的检修工具，操作简便，安全高效。

3.3 通用性

作业时，直线铁塔和耐张铁塔使用的工具几乎一样，只是直线铁塔要多用1个避雷线提升转换器。对于同一基直线铁塔，无论挂的是OPGW光缆、还是钢绞线避雷线等，只需更换相应的卡线器，都可使用此工具进行提升安装。此工具对预绞式及双悬垂线夹同样适用，通用性很强。

4 结论

这种输电线路避雷线提升转换器具有安全高效、操作简便、通用性强的技术特点，可使作业人员从原来的5人减至2人，作业时间由原来的50 min减少至18 min，曾应用在多条改造线路上，效果非常好，特别适合在山区大铁塔、大档距、大截面积、受力大的避雷线上使用。该工具的研制获得了陕西省电力公司群众创新成果二等奖，并已申报国家发明专利(公示中)。

1 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量检验检疫总局．GB 50545—2010 110—750 kV架空输电线路设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2010.

2 郑宏伟，陈 晨．输电线路架空地线提升工具的设计与应用[J]．浙江电力，2013，32(6)：64-66.

2017-02-06；

2017-06-13。

党文强(1991—)，男，助理工程师，主要从事输电线路运检工作，email：15102992718@163.com。

刘美洲(1993—)，男，大专，主要从事水电运行维护工作。