韓志軍　李海峰　全明睿

摘 要：根據(jù)±800 kV直流特高壓設(shè)計(jì)的四聯(lián)耐張串塔端連接金具長(zhǎng)度較長(zhǎng)、串與串間距較大，作業(yè)人員進(jìn)出線難度大且安全性差的特點(diǎn)，提出研制±800 kV直流四聯(lián)耐張串作業(yè)人員進(jìn)出線輔助支撐架的技術(shù)要求、研究?jī)?nèi)容，開展了材料選型、工具設(shè)計(jì)，形成完整的作業(yè)方法和使用說明，并在現(xiàn)場(chǎng)開展了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：四聯(lián)耐張串；輔助支撐架；額定荷載；絕緣子串

中圖分類號(hào)：TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.080

近年來，隨著±800 kV特高壓直流輸變電工程的陸續(xù)投運(yùn)，輸電線路的鐵塔結(jié)構(gòu)、導(dǎo)地線、絕緣子等參數(shù)的特性明顯不同于低電壓等級(jí)輸電線路，尤其是±800 kV特高壓設(shè)計(jì)的四聯(lián)耐張串，塔端連接金具長(zhǎng)度較長(zhǎng)（2.2～3.2 m），串與串間距較大（1～2 m）。電氣上的這個(gè)新特點(diǎn)，導(dǎo)致作業(yè)人員無法按傳統(tǒng)的方式進(jìn)出電氣部位，增加了高空作業(yè)難度和高空作業(yè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。這就需要設(shè)計(jì)一種安全、可靠的進(jìn)出線支撐架，輔助高空作業(yè)人員便捷、可靠地進(jìn)出電氣部位，提高作業(yè)人員的工作效率，保障作業(yè)人員的人身安全。為了解決這一難題，國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司成功研制出了±800 kV 直流四聯(lián)耐張串作業(yè)人員進(jìn)出線輔助支撐架（以下簡(jiǎn)稱“支撐架”）。

1 技術(shù)要求

以檢修人員安全進(jìn)出耐張四聯(lián)絕緣子串為研究目的，根據(jù)±800 kV線路耐張絕緣子串的組裝圖，初步擬定±800 kV線路檢修四聯(lián)耐張絕緣子串時(shí)，檢修人員利用出線支撐架到達(dá)橫擔(dān)端第一個(gè)三角聯(lián)板處檢修作業(yè)。支撐架的特點(diǎn)主要有：①通用性，既適用于耐張塔，同時(shí)也適用于直線轉(zhuǎn)角塔；②質(zhì)量輕，機(jī)械強(qiáng)度能滿足作業(yè)要求；③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，只需一名檢修人員就能完成安裝。

2 研究?jī)?nèi)容

研究?jī)?nèi)容主要包括：①對(duì)支撐架材料進(jìn)行選型研究，要求重量輕便；②對(duì)支撐架機(jī)械性能進(jìn)行研究，要求具有一定的機(jī)

械抗彎、抗扭特性和耐機(jī)械老化性能；③對(duì)支撐架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，要求結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、易操作。

3 工具額定荷載設(shè)計(jì)

支撐架在使用時(shí)，主要承受作業(yè)人員體重和隨身攜帶工具的重量，則平梯額定設(shè)計(jì)荷重Qs等于作業(yè)人員體重和隨身攜帶工具的重量之和。額定設(shè)計(jì)荷重最終確定：1 kN。

3.1 安全系數(shù)

確定安全系數(shù)是一個(gè)復(fù)雜的問題。安全系數(shù)大，工具笨重，操作不方便；安全系數(shù)小，不安全。以往帶電作業(yè)工具設(shè)計(jì)中常采用工具安全系數(shù)不小于3，GB/T 18037規(guī)定ns（塑性材料安全系數(shù)）對(duì)于軋、鍛件取1.5～2.2.考慮到工具的工作條件、材料性能以及型式試驗(yàn)條件等因素，取ns≥2.5，破壞系數(shù)不小于3.

3.2 工具的主要技術(shù)參數(shù)

工具的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 工具的主要技術(shù)參數(shù)

工具名稱 設(shè)計(jì)額定荷重/kN 靜試驗(yàn)荷重/kN 動(dòng)試驗(yàn)荷重/kN

1倍 2倍 2.5倍 1.5倍

平梯 1 1 2

2.5 1.5

卡座 1 1 2

2.5 1.5

4 工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 工具主要尺寸確定

結(jié)構(gòu)尺寸的確定要參考耐張絕緣子串組裝圖（如圖1所示），從橫擔(dān)到絕緣子處的距離長(zhǎng)度為2 170～3 150 m，所以平梯的長(zhǎng)度確定為2.4～3.3 m的可調(diào)結(jié)構(gòu)，寬度確定為440 mm?？ㄗ闹饕猛臼强ㄗ　癠”形掛環(huán)（U-110200-105），使平梯能固定在線路金具上。

平梯及卡座結(jié)構(gòu)尺寸確定后，其他尺寸由設(shè)計(jì)計(jì)算確定。

4.2 主要零件材料的確定

4.2.1 基本要求

通過對(duì)平梯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和材料的優(yōu)選，使平梯的結(jié)構(gòu)合理，整體強(qiáng)度要高、質(zhì)量要輕、工作要可靠。圍繞基本要求，主要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題。

4.2.2 材料的優(yōu)選

平梯型式和工作負(fù)荷確定后，需要進(jìn)一步確定平梯主體的材質(zhì)。可供選擇的主體材質(zhì)有LC4、LY12兩種鋁合金材料，兩者機(jī)械強(qiáng)度都較高，材料比重較小，做成的工具重量輕，又可滿足強(qiáng)度要求。但現(xiàn)在市場(chǎng)上的鋁合金型材多為L(zhǎng)Y12，所以平梯主體材料選用LY12鋁合金加工。

圖1 耐張絕緣子串組裝圖

5 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

新工具選材輕便、結(jié)實(shí)、耐用、裝拆方便、操作靈活，且

通用型好，能滿足不同塔型的作業(yè)要求。

6 作業(yè)方法及使用說明

6.1 作業(yè)方法和流程

需要停電或帶電作業(yè)，作業(yè)流程為：①利用橫擔(dān)處“U”形環(huán)為支點(diǎn)，安裝好卡座；②卡座安裝好后，將平梯安裝在卡座上；③放倒平梯，平梯另一端擔(dān)在三角聯(lián)板上；④檢修作業(yè)人員騎在平梯上，慢慢移動(dòng)至絕緣子串處，然后檢修作業(yè)人員即可開始對(duì)絕緣子進(jìn)行檢修。

6.2 使用說明

支撐架結(jié)構(gòu)由“U”形環(huán)卡座和支撐架兩部分組成。

6.2.1 “U”形環(huán)卡座的使用

“U”形環(huán)卡座選用高強(qiáng)度鋁合金材料加工制造成形，具有重量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。使用時(shí)，首先將“U”形環(huán)卡座主體放在“U”形環(huán)上，在將夾板螺栓由“U”形環(huán)下方穿過“U” 形環(huán)卡座主體，然后擰緊蝶形螺母，使“U”形環(huán)卡座牢牢地固定在“U”形環(huán)上。

6.2.2 支撐架的使用

支撐架選用高強(qiáng)度鋁合金型材加工制造成形，具有重量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。使用時(shí)，首先將“U”形環(huán)卡座牢牢地固定在“U”形環(huán)上，在將卡座轉(zhuǎn)動(dòng)座上的轉(zhuǎn)動(dòng)銷擰出，然后將支撐架的鉸接耳插入轉(zhuǎn)動(dòng)座，擰緊轉(zhuǎn)動(dòng)銷，使支撐架與“U”形環(huán)卡座連接為一體，最后將支撐架放倒。至此，整個(gè)輔助支撐架全部安裝于線路金具上，這時(shí)作業(yè)人員就可利用輔助支撐架進(jìn)出電氣部位，進(jìn)行檢修作業(yè)。

7 結(jié)束語

在新工具研制成功后，分別于2014-10-22、2015-01-10在公司運(yùn)維的±800 kV天中線3516#、3520#兩基桿塔上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。通過應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，該工具重量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、容易操作，最大程度地為作業(yè)人員提供可靠的安全保障，提高人員進(jìn)出四聯(lián)耐張串的作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目預(yù)期的目標(biāo)。同時(shí)，本項(xiàng)目研制的支撐架經(jīng)過型式試驗(yàn)、電氣試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明，具有良好的通用性和安全性，可以大大提高作業(yè)效率，具有巨大的市場(chǎng)和廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]郝旭東，紀(jì)建民，智潤(rùn)倉，等.帶電更換500 kV直線轉(zhuǎn)角塔絕緣子串通用工具研制[J].華北電力技術(shù)，2008（2）：8-11.

[2]王泳.帶電更換500 kV輸電線路耐張絕緣子工具的研制簡(jiǎn)介[J].電力系統(tǒng)裝備，2003（8）：74-75.

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作者簡(jiǎn)介：韓志軍（1976—），男，山西太原人，高級(jí)技師，主要從事超特高壓輸電線路運(yùn)維檢修、帶電作業(yè)方面的工作。李海峰（1976—），男，山西呂梁人，高級(jí)工程師，2004年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)，主要從事超特高壓輸電線路運(yùn)維檢修、帶電作業(yè)方面的工作。全明睿（1986—），男，山西運(yùn)城人，助理工程師，2008年畢業(yè)于華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，主要從事超特高壓輸電線路運(yùn)維檢修、帶電作業(yè)方面的工作。

〔編輯：王霞〕