杜迎春,馬陸陽(yáng)

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，電能已成為了各行各業(yè)不可或缺的能源供應(yīng)，承擔(dān)電能輸送道路的輸電線路起到了關(guān)鍵作用，因此，保障輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行及供電可靠性就顯得尤為重要。輸電線路在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)線防振錘下滑、導(dǎo)線損傷等帶電體上的缺陷，為滿足輸電線路供電可靠性的要求，110 kV輸電線路帶電體上的缺陷一般都采用等電位作業(yè)方式消除。目前采用的等電位作業(yè)進(jìn)電場(chǎng)方法在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)線路上不滿足組合間隙的要求，無(wú)法對(duì)此類塔型開展等電位帶電作業(yè)。為解決該問題，研制一種新裝置，改變傳統(tǒng)作業(yè)方式的情況下滿足在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)線路等電位作業(yè)的要求，且同時(shí)滿足在其他各相導(dǎo)線上等電位作業(yè)的要求。

1 110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔等電位作業(yè)進(jìn)電場(chǎng)現(xiàn)狀及分析

輸電線路傳統(tǒng)等電位作業(yè)進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)有如下幾種方式：沿絕緣子串法、平梯法、軟梯法、吊籃法[1]。

1.1 沿絕緣子串法

作業(yè)人員采用兩腳踩在雙串絕緣子的一串上，雙手扶在另一串絕緣子上，手腳并進(jìn)，一片一片的在絕緣子串上移動(dòng)，且左手左腳與右手右腳間只能跨接三片絕緣子，方式如圖1所示。

圖1 沿絕緣子串法

110 kV絕緣子的有效絕緣長(zhǎng)度一般為1.2 m，不滿足等電位作業(yè)人員在絕緣梯上作業(yè)或者沿絕緣子串進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，其與接地體和帶電體兩部分間隙所組成的組合間隙不準(zhǔn)小于1.2 m[2]。

1.2 平梯法

地面輔助人員將絕緣平梯傳送至橫擔(dān)處，作業(yè)人員將絕緣平梯一端懸掛在導(dǎo)線合適位置，另一側(cè)固定在塔身橫擔(dān)合適位置后，沿絕緣平梯進(jìn)入電場(chǎng)開展等電位作業(yè)，方式如圖2所示。

圖2 平梯法

采用平梯法等電位作業(yè)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)如圖3所示。

圖3 平梯法進(jìn)電場(chǎng)

因110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，作業(yè)人員在內(nèi)角側(cè)通過(guò)平梯法進(jìn)入電場(chǎng)過(guò)程中，不滿足等電位作業(yè)人員在絕緣梯上作業(yè)或者沿絕緣梯進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，其與接地體和帶電體兩部分間隙所組成的組合間隙不準(zhǔn)小于1.2 m[2]的要求。

1.3 軟梯法

地面輔助人員將軟梯通過(guò)絕緣繩索牽引至導(dǎo)線，通過(guò)軟梯頭懸掛至導(dǎo)線后，作業(yè)人員通過(guò)軟梯攀爬進(jìn)入電場(chǎng)，方式如圖4所示。

圖4 軟梯法

作業(yè)人員采用軟梯法進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，因110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)線間距最大距離為4.5 m[3]，一般軟梯頭長(zhǎng)度1.5 m，作業(yè)人員進(jìn)入電場(chǎng)過(guò)程中，仍不能保持大于等于1.2 m的組合間隙，給人員帶來(lái)安全隱患，如圖5所示。

圖5 軟梯法進(jìn)電場(chǎng)作業(yè)

1.4 吊籃法

輔助人員攜帶絕緣繩索掛至橫擔(dān)合適位置，將承載絕緣吊籃的組二滑車固定在橫擔(dān)上，量好絕緣吊繩長(zhǎng)度并將吊點(diǎn)固定，作業(yè)人員進(jìn)入吊籃，輔助人員通過(guò)組二滑車尾繩，將作業(yè)人員送入電場(chǎng)，方式如圖6所示。

圖6 吊籃法

因雙回路轉(zhuǎn)角塔導(dǎo)線正上方?jīng)]有吊籃法合適的掛點(diǎn)，無(wú)法采用吊籃法進(jìn)入電場(chǎng)，只能采用停電進(jìn)行消缺，則會(huì)造成線路停電，勢(shì)必會(huì)影響輸電線路的可用系數(shù)和供電可靠性。

綜上所述，輸電線路因路徑選擇需要，一條線路上不可避免地會(huì)出現(xiàn)或多或少的轉(zhuǎn)角塔。由于110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，上述等電位作業(yè)進(jìn)電場(chǎng)方法在轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)線路上不滿足組合間隙的要求，無(wú)法采用傳統(tǒng)進(jìn)電場(chǎng)方法在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔開展等電位作業(yè)，所以需要研制一種新裝置，改變傳統(tǒng)作業(yè)方式的同時(shí)滿足在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)線路等電位作業(yè)的要求。

2 新型等電位作業(yè)進(jìn)電場(chǎng)裝置的研制

2.1 進(jìn)電場(chǎng)工作原理分析

為了解決上述問題，參考“塔吊”的工作原理，采用絕緣材料制作一個(gè)支架，支架的一端固定在橫擔(dān)上，另一端利用懸吊裝置提拉支架保持水平，組成堅(jiān)固的三角形狀，并且利用萬(wàn)向節(jié)作為工具支點(diǎn)和吊點(diǎn)，使得三角形的工具可沿著水平方向旋轉(zhuǎn)，作業(yè)人員從塔身坐在支架頭部，通過(guò)支架的旋轉(zhuǎn)，繞“弧形路線”進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)，從而將作業(yè)人員由塔身送至110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔的中、上相導(dǎo)線，完成等電位作業(yè)，如圖7、圖8所示。

圖7 工作原理正視圖

圖8 工作原理俯視圖

應(yīng)用此方法作業(yè)過(guò)程中，改變了傳統(tǒng)帶電作業(yè)進(jìn)電場(chǎng)的方式和路徑，增大了組合間隙，組合間隙始終大于1.2 m，并且作業(yè)人員與鄰相導(dǎo)線的距離大于1.4 m，滿足安全作業(yè)要求，且該裝置的支架長(zhǎng)度以轉(zhuǎn)角度數(shù)最大的塔形設(shè)計(jì)，則可同時(shí)兼顧轉(zhuǎn)角度數(shù)較小的塔型。

2.2 進(jìn)電場(chǎng)裝置構(gòu)成

該工具共分為五個(gè)部分，分別為支撐裝置、懸吊裝置、固定裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、連接裝置，如圖9所示。

圖9 進(jìn)電場(chǎng)裝置

2.2.1 支撐裝置

為滿足作業(yè)要求，首先要確定支架的長(zhǎng)度。通過(guò)調(diào)查得知，轉(zhuǎn)角塔轉(zhuǎn)角幅度最大為90°[4]，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，確定最適合支架支點(diǎn)的安裝位置在橫擔(dān)掛點(diǎn)內(nèi)側(cè)1.5 m處。由于滿足90°轉(zhuǎn)角塔的支架長(zhǎng)度將兼容其他塔塔型[5]，按照最大轉(zhuǎn)角度數(shù)，結(jié)合絕緣子串長(zhǎng)度、支架支點(diǎn)安裝位置等數(shù)據(jù)，利用三角函數(shù)公式對(duì)支架長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，如圖10、圖11所示。

圖10 支撐裝置長(zhǎng)度原理

圖11 支撐裝置長(zhǎng)度分析

根據(jù)三角形公式a2+b2-c2=2abcosC計(jì)算得：

確定支架的長(zhǎng)度應(yīng)為4.2 m，同時(shí)為了減輕工具的質(zhì)量和保證裝置的強(qiáng)度，使用空心環(huán)氧樹脂絕緣桿作為支撐裝置材料。

2.2.2 懸吊裝置

為滿足在不同尺寸的轉(zhuǎn)角塔作業(yè)的要求，需要確定吊桿的長(zhǎng)度。根據(jù)調(diào)查得知，110 kV轉(zhuǎn)角塔的橫擔(dān)間距在3.5～4.5 m之間，分別按照最大和最小的橫擔(dān)間距對(duì)吊桿的長(zhǎng)度進(jìn)行校驗(yàn)，如圖12、圖13所示。

圖12 吊桿長(zhǎng)度

圖13 吊桿長(zhǎng)度原理

根據(jù)勾股定理計(jì)算，當(dāng)橫擔(dān)間距為3.5 m時(shí)，懸吊裝置長(zhǎng)度為

當(dāng)橫擔(dān)間距為4.5 m時(shí)，懸吊裝置長(zhǎng)度為

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，懸吊裝置長(zhǎng)度最小為5.46 m，最大為6.15 m，也就是說(shuō)，吊桿的長(zhǎng)度能在這個(gè)長(zhǎng)度區(qū)間內(nèi)任意調(diào)節(jié)。為了減輕工具的質(zhì)量和保證裝置的強(qiáng)度，懸吊裝置材料選擇與支架材料型式相同的空心環(huán)氧樹脂。懸吊裝置的長(zhǎng)度需要能夠調(diào)節(jié)，因此，在吊桿上配置一套絲杠作為長(zhǎng)度調(diào)節(jié)工具。

2.2.3 固定裝置

固定裝置是工具與塔材連接的重要部件，需要與塔材連接牢固，且安裝、拆除方便。在固定裝置的制作上，借鑒帶電作業(yè)工具卡具的工作原理，采用螺栓固定的雙層角鋼型式，安裝時(shí)分別卡在塔材的內(nèi)外兩側(cè)，并用螺栓進(jìn)行固定。

2.2.4 轉(zhuǎn)向裝置

由于該工具在作業(yè)時(shí)需要沿著水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在垂直方向也需要上下調(diào)整，所以在支架、吊桿與固定裝置連接的部位，安裝可轉(zhuǎn)向的裝置。轉(zhuǎn)向裝置不僅要受力，而且在水平和垂直方向均可轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)動(dòng)幅度要滿足要求，故采用萬(wàn)向節(jié)作為轉(zhuǎn)向裝置。

2.2.5 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置

連接裝置各部分連接采用萬(wàn)向節(jié)連接方式，各部分金具的材料均選擇鋁合金材料。

3 新型等電位進(jìn)電場(chǎng)作業(yè)裝置的應(yīng)用

3.1 使用方法

該工具使用時(shí)，首先將固定裝置固定在橫擔(dān)處的主材上，支撐裝置與絕緣子串呈平行狀態(tài)，由懸吊裝置承載重量，作業(yè)人員從塔身沿支撐裝置到達(dá)支撐裝置端部，再由塔上配合人員將裝置向?qū)Ь€方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至支撐裝置端部到達(dá)導(dǎo)線部位，將防脫落裝置卡在導(dǎo)線上，作業(yè)人員即進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)行等電位作業(yè)。

3.2 實(shí)踐應(yīng)用效果

使用該裝置在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔上進(jìn)行等電位作業(yè)實(shí)踐，如圖14所示。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，作業(yè)過(guò)程中的組合間隙均在4.2～4.5 m，滿足組合間隙要求。

圖14 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果

為了更好地推廣和應(yīng)用該工具，應(yīng)用此裝置多次進(jìn)行等電位作業(yè)消除110 kV輸電線路雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)導(dǎo)線上的缺陷，組合間隙均大于1.2 m，滿足安全要求，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 成果推廣期內(nèi)作業(yè)情況統(tǒng)計(jì)

3.3 新型等電位進(jìn)電場(chǎng)裝置經(jīng)濟(jì)及安全效益

此裝置解決了消除110 kV線路雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)導(dǎo)線上的缺陷時(shí)，因不滿足等電位作業(yè)組合間隙的要求而需要停電進(jìn)行消缺的問題，減少了設(shè)備因停電消缺造成的少送電量，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)提高了供電服務(wù)質(zhì)量。使用此工具既可以保證作業(yè)人員在進(jìn)電場(chǎng)過(guò)程中組合間隙滿足安全要求，又保證作業(yè)人員的人身安全。

4 結(jié)論

在傳統(tǒng)等電位帶電作業(yè)方法進(jìn)電場(chǎng)組合間隙不滿足要求的情況下，該裝置的成功研制解決了在110 kV雙回路轉(zhuǎn)角塔內(nèi)角側(cè)導(dǎo)線等電位作業(yè)時(shí)組合間隙不滿足要求的問題。使用該工具進(jìn)電場(chǎng)開展等電位作業(yè)，效果良好，組合間隙和對(duì)鄰相導(dǎo)線的安全距離滿足要求。在輸電線路運(yùn)維管理工作中，解決了消除缺陷和線路停電的矛盾，為減少輸電線路停電，保證線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高輸電線路帶電作業(yè)技術(shù)水平等方面都發(fā)揮了良好的作用。