一种500 kV 四分裂导线间隔棒安装辅助工具的研制

陈 薇，卢自英，亢靖诚

（国网山西省电力公司超高压输电分公司，山西 太原，030001）

0 引言

500 kV 输电线路普遍分布于野外，受自然环境影响较大。不均匀覆冰脱冰[1]极易导致间隔棒断裂；长期风力作用直接导致间隔棒的磨损失效[2]。线路运行时间长、分裂导线不平行、地形和导线高度均可导致间隔棒发生损坏[3]。《架空送电线路运行规程》中规定：间隔棒检查周期为每2 年一次。间隔棒检修任务量相当繁重。更换间隔棒作业通常安排在输电线路停电检修作业中，一次停电检修任务中，大量的间隔棒需检修和更换，给予的停电时间却是捉襟见肘。目前已经形成了一套500 kV 间隔棒安装更换操作方法，但利用现有作业方法，间隔棒更换工作依旧面临巨大压力，因此研究间隔棒安装辅助工具，提高作业效率，保障作业安全，显得十分必要。

1 现有更换间隔棒作业方法中存在的问题

现有安装间隔棒的方法：登上铁塔后使用人工测量加逐米画线方法进行测距，沿导线走线移位到更换间隔棒作业点；使用间隔棒专用工具先将两个握手逐个安装在上平行导线上，每个握手穿入销钉后马上插入闭口销，随后使用绳索将下平行子导线逐个提升卡入下方握手，后用同样的方法进行固定，最后检查间隔棒结构面与导线垂直度是否符合安装规范。

使用现有方式安装时，当上方两根子导线安装完成后，由于导线自重、人体踩在下方子导线导致子导线形变，弧垂加大，下方子导线无法顺利卡入夹头，这时安装工人会使用绳索、吊钩等工具将下方子导线用力提拉至安装位置，使用这种方法费时费力且极易损伤导线。由于安装间隔棒时使用蛮力，安装完成的间隔棒通常不垂直于导线方向，导致安装不合格而返工。

选取5 个导线段31 支间隔棒，统计现有作业方式下间隔棒更换时间。根据统计分析，现平均安装一个间隔棒的时间约为1 200 s（见表1）。

表1 安装间隔棒用时统计

目前，国内在带电更换超/特高压输电线路导线间隔棒通用工具的设计[4]、双分裂导线更换或加装间隔棒专用工具的研制以及带电加装[5]、更换500 kV 紧凑型输电线路相间间隔棒技术[6]等方面有相关研究。这些研究不能广泛适用于500 kV 四分裂导线间隔棒的安装工作。本文提出的一种500 kV 四分裂导线间隔棒安装辅助工具，可以有效解决现有作业方法耗时耗力的问题，大大提高工作效率，使停电更换500 kV 间隔棒的检修作业更加顺畅。

2 500 kV间隔棒安装辅助工具的研制

2.1 设计思路

更换间隔棒作业时，当上方两根子导线安装完成后，安装工人用绳索、吊钩等工具将下方子导线用力提拉至安装位置，在此过程中，由于导线自重、人体踩在下方子导线导致子导线形变，弧垂加大，下方子导线无法顺利卡入夹头，操作费时费力且极易损伤导线。所以，确定设计目标是通过此安装辅助工具改变人工提拉下方导线的工作方法。设计核心是运用伸缩杆理论，选用轴承丝杠调节上下导线距离，改变现有作业方式。

经过初步分析，将此工具分解为四个模块：调节模块、连接模块、移动模块和测距模块。考虑到装置的工作环境和主要使用效果，它必须满足一些性能和结构要求，见表2。

表2 装置各部分性能要求

经过最终设计，确定了500 kV 间隔棒安装辅助工具结构设计图，如图1所示。

图1 500 kV 间隔棒安装辅助工具结构设计图

此装置采用四分裂框型结构，四个角通过滑轮确保装置挂在导线上，同时实现装置在导线上顺畅移动；采用调节杆调节上下导线距离，将下方两根子导线抬升至合适位置，从而可以将导线挂至滑轮上；采用铰接连接两根水平子导线，保证四分裂导线的相对位置固定，减少扭矩影响；安装电子测距仪，精准定位间隔棒安装位置。

500 kV 间隔棒安装辅助工具实物图如图2所示。

图2 500 kV 间隔棒安装辅助工具实物图

2.2 工具材料、结构要求

调节模块的主要作用是将500 kV 四分裂导线的下方两根子导线抬升至合适位置，从而可以将导线挂至滑轮上。调节丝杆（如图3 所示）作为调节模块的主体，可调节最小距离为365 mm，最大距离为530 mm。通过棘爪，可以将上下两导线之间的距离调大或调小。棘爪抬起时，手把杆正转可以抬升导线，棘爪按下时，手把杆正转可以放松导线。调节丝杆由两根左右旋丝杆组成，右旋丝杆为T14×3，直径Φ14 mm；左旋丝杆为T22×3，直径Φ22 mm，材质为40Cr，丝杆做镀锌防腐处理。调节手柄材质为2A12，直径Φ22 mm。调节压舌材质为45 号钢。调节压舌表面做发蓝处理。

图3 调节丝杆

连接模块的主要作用是将四分裂导线的相对位置固定，减少扭矩影响。连接模块采用铰接连接方式。铰接连接，可以自由调节连接杆和转接杆之间的角度。当装置在导线上移动时，通过铰接的方式，释放子导线之间产生的扭力，有效减少扭矩，实现装置快速移动，并利于提高间隔棒安装质量，保证间隔棒安装合格率。连接杆材质为7A04，尺寸为150×20×8。转接杆材质为7A04，尺寸Φ20×130。连接杆与转接杆之间连接螺栓的材质为40Cr，直径Φ8 mm。

移动模块的作用是使该装置在导线上自由移动。安装滑轮，将滑轮与导线相连接，实现装置在导线上的移动，减少了对导线的摩擦，减轻了导线的磨损。滑轮支架预留快拆销轴孔，可以有效避免导线从滑轮上脱落，提升了装置的安全稳定性。滑轮材质为聚酰胺，尺寸Φ58×38。滑轮支架材质为7A04，工作负荷5 kN，安全系数2.5。滑轮安装在支架上的螺栓为M8×85×27。快拆销轴材质为Q235，尺寸Φ8×70。防丢绳材质为不锈钢，直径Φ1.5 mm。

测距模块的作用是精确控制间隔棒之间的距离。采用电子测距仪，测距误差控制在±0.1 m/100 m。装置正向移动，计数值增加；装置反向移动，计数值减少。电子测距仪安装在装置上，可以精确显示装置移动距离，取代现在使用人工测量加逐米画线进行测距的方法，提高了测距精度，缩短了测距时间。

整个装置工作负荷10 kN，安全系数2.5。

3 使用方法

本工具不仅可以应用在500 kV 输电线路检修作业中，还可以在500 kV 输电线路架设作业中广泛应用。具体操作方法如下：

1）使用前，将启动按钮向下按使得“启动”灯亮起，计米测距显示器显示数值。如电量充足可正常使用，如电量不足则充满电后再继续使用。

2）使用时，先将钢珠快卸销轴抽出，再将行走滑轮组件挂至导线上，下层导线可通过调整丝杠长度，将导线挂至滑轮上。待四根导线均挂至行走滑轮上后再将钢珠快卸销轴插至孔中。

3）使用调节丝杠将4 根导线间距调整至450 mm 后，将启动按钮向下按使得“启动”灯亮起，计米测距显示器显示数值。若当前位置为起始点，则可按下米数显示器最右侧“清零（R/S）”按钮进行清零。

4）将装置向前推进，在控制导线间距的同时可测量行进的距离，便于安装四分裂间隔棒。

5）待作业完成后，按照相反的步骤即可将该装置进行拆除。

500 kV 间隔棒安装辅助装置现场使用如图4所示。

图4 500 kV 间隔棒安装辅助装置现场使用图

4 实际应用效果

我们在停电检修作业现场试用此间隔棒安装辅助工具更换间隔棒，选取5 个导线段，统计30 支间隔棒的更换用时，统计见表3，得出每个间隔棒平均安装时间缩短为600 s 之内，安装时间大大缩短。

表3 安装间隔棒用时统计

500 kV 间隔棒安装辅助工具研制成功后，已经在实际工作中应用。相对于传统的作业方法，使用现有的作业方法，更换间隔棒时间大大减少，工作效率显著提高。部分停电检修作业中，利用此间隔棒安装辅助工具更换间隔棒作业，缩短工作时间见表4。

表4 部分停电检修作业中利用此工具缩短安装时间

5 结束语

本文研制的500 kV 间隔棒安装辅助工具，能够有效解决500 kV 输电线路停电检修作业中更换间隔棒耗时耗力的问题，有效提高作业效率，降低劳动强度。经过多次的现场应用，具有以下特点：

设计合理，安全可靠。采用四分裂框型结构，将装置安装在导线上，保证了四根子导线相对位置的固定，增加导线稳定性。滑轮支架预留快拆销轴孔，可以有效避免导线从滑轮上脱落，提升了装置的安全稳定性。

定位准确。采用电子测距仪，间隔棒安装距离精确度可控制到厘米。电子测距仪安装在装置上，可以精确显示装置移动距离，取代现在使用人工测量加逐米画线进行测距的方法，提高了测距精度，缩短了测距时间。

方便携带，便于操作。一次安装可以实现一条线路上所有间隔棒的安装更换工作。采用调节杆调节上下导线距离，方便将下方两根子导线挂至滑轮，操作省时省力。

结构灵活，可以拆分使用。在日常作业过程中，可以只用测距模块精确测出间隔棒是否发生偏移，可以使用调节模块，调整间隔棒的垂直度，减少更换整个间隔棒的次数。