220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具裝置的研制

陳永平

(福建省電力有限公司漳州電業(yè)局，福建漳州 363000)

為減少線路走廊占地面積，降低線路建設(shè)投資成本，220 kV及以上輸電線路多采用同塔雙回甚至同塔多回輸電線路的架設(shè)方式。以220GUZ31鼓型塔為例，由于220GUZ31鼓型塔是同塔雙回架設(shè)方式，出于降低成本和提高整體安全性能考慮，多數(shù)采用雙懸垂絕緣子串設(shè)計(jì)，橫擔(dān)寬度短，橫擔(dān)側(cè)邊封板面積大。如果采用普通卡具作業(yè)，卡具正下方被雙串絕緣子串所阻擋，無法將帶有鉤頭的絕緣拉棒與橫擔(dān)卡具相連接;如果采用普通側(cè)邊卡具，由于橫擔(dān)側(cè)邊封板面積大，橫擔(dān)卡具只能安裝在與導(dǎo)線不在同一垂直線上的位置，絕緣拉板亦無法與卡具相連接，故無法實(shí)現(xiàn)該型鐵塔雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式下雙懸垂絕緣子串的帶電更換作業(yè)。

文中就研制220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具裝置、滿足更換絕緣子串要求、實(shí)現(xiàn)帶電更換以及現(xiàn)場帶電更換絕緣子串試驗(yàn)進(jìn)行了論述。結(jié)果表明，此卡具裝置能安全、快捷地對(duì)220GUZ31型鐵塔雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式的雙懸垂絕緣子串進(jìn)行帶電更換。

1 常用作業(yè)方法分析

目前，220 kV輸電線路直線桿塔上進(jìn)行帶電更換絕緣子作業(yè)采用的工具有2種:普通直線卡具和直線邊卡，這2種卡具在220GUZ31型鐵塔上作業(yè)都具有一定的缺陷性。

1.1 普通直線卡具的缺陷

考慮鐵塔整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性，220GUZ31鼓型塔采用同塔雙回架設(shè)方式，其橫擔(dān)順線路方向的寬度一般較單回架設(shè)方式的線路鐵塔橫擔(dān)寬度小些 (如圖1)。普通橫擔(dān)卡具需要有相應(yīng)寬度的橫擔(dān)才能安裝妥當(dāng)，如果卡具正下方被絕緣子串所阻擋則無法將帶有導(dǎo)線鉤的絕緣拉棒與橫擔(dān)卡具相連接，而雙分裂導(dǎo)線雙懸垂絕緣子串架設(shè)方式的鐵塔，比單串懸垂絕緣子串多出了1串絕緣子，此時(shí)絕緣子串正好處在橫擔(dān)卡具安裝位置的正下方，雙串絕緣子串占據(jù)了絕緣拉板的安裝空間，導(dǎo)致絕緣拉棒不能與橫擔(dān)卡具連接，橫擔(dān)卡具安裝失敗(如圖2)。

圖1 220GUZ31型鐵塔橫擔(dān)

圖2 普通直線卡具安裝后220GUZ31型鐵塔橫擔(dān)

1.2 直線邊卡的缺陷

220GUZ31鼓型塔橫擔(dān)側(cè)邊封板面積大 (如圖3)。直線邊卡只能安裝在與導(dǎo)線不在同一垂直線上的位置，絕緣拉板與卡具絲桿無法相連接 (如圖4)。如采用強(qiáng)行連接后，絕緣拉板的中心軸線與卡具絲桿中心軸線將不在同一軸線上，收緊絲桿后將產(chǎn)生剪切力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致絕緣拉板破壞斷裂，故無法實(shí)現(xiàn)該型鐵塔的帶電更換絕緣子作業(yè)。

可見，常規(guī)的2種作業(yè)方法，絕緣拉板均無法可靠地和卡具絲桿相連接，無法滿足220GUZ31鼓型直線塔上雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式的雙懸垂絕緣子串帶電更換的作業(yè)要求。

圖3 220GUZ31型鐵塔橫擔(dān)側(cè)面圖

圖4 直線邊卡安裝后220GUZ31型鐵塔橫擔(dān)

2 解決方案及實(shí)施

2.1 改進(jìn)直線邊卡，研制220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具

直線邊卡的安裝位置是在偏離導(dǎo)線垂直線約10°～15°的斜上方，由于設(shè)計(jì)時(shí)未考慮卡具安裝位置偏離的問題，受定位轉(zhuǎn)向軸限制，絲桿無法左右擺動(dòng) (如圖5)，不能滿足受力時(shí)絲桿向?qū)Ь€方向傾斜的要求，絲桿和絕緣拉板不能可靠連接。因此，在直線邊卡的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將定位轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)成安裝方向與導(dǎo)線軸向方向平行 (如圖6)，絲桿可左右擺動(dòng)，且受力時(shí)可向?qū)Ь€方向傾斜0～15°，避免了剪切力的產(chǎn)生。

圖5 原有直線邊卡側(cè)面

圖6 研制的220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具

2.2 軟質(zhì)絕緣繩鉤代替原有絕緣拉棒

絕緣拉棒 (如圖7)由實(shí)心的管材絕緣棒制成，在同等絕緣材料中，它具有較好的抗拉機(jī)械強(qiáng)度，但是由于絕緣拉棒鉤頭不能左右擺動(dòng)，存在剪切力，不能采用。相比之下軟質(zhì)絕緣繩具有抗拉、抗彎能力強(qiáng)、撓性好、能變向受力等優(yōu)點(diǎn)，是代替絕緣拉棒的最理想材料。只需對(duì)絕緣繩進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ぶ谱骶湍軡M足雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式的雙串絕緣子更換要求，用絕緣繩下方連接金屬鉤頭，上方通過調(diào)節(jié)平衡滑輪與220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具連接 (如圖8)，這樣在更換絕緣子串時(shí)既能牢固地鉤住導(dǎo)線，又不會(huì)如絕緣拉棒那樣產(chǎn)生剪切力。

圖7 絕緣拉棒

圖8 軟質(zhì)絕緣繩鉤與卡具連接示意圖

2.3 研制連接調(diào)節(jié)器

用220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡進(jìn)行更換絕緣子串操作，收緊絲杠后，卡具受絲杠向下的拉力會(huì)出現(xiàn)往絲杠受力方向傾斜的情況，此時(shí)安裝卡具的橫擔(dān)角鋼將發(fā)生外翻變形，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致角鋼斷裂、卡具脫出。為防止發(fā)生這種情況，研制了連接調(diào)節(jié)器 (如圖9)，在兩側(cè)邊卡具之間用該連接調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，這樣在收緊絲桿后兩側(cè)邊卡具的受力能通過連接調(diào)節(jié)器平衡受力，使兩側(cè)邊卡具受力均衡，提升導(dǎo)線時(shí)更安全可靠。

圖9 連接調(diào)節(jié)器

整套220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具與軟質(zhì)絕緣繩鉤及連接器連接后的示意圖見圖10。

10 220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具示意圖

3 安全性能檢驗(yàn)與應(yīng)用

為保證制作的更換絕緣子串工具的安全可靠性，進(jìn)行了絕緣性能檢測和拉力性能檢測。2012年1月10日，在440 kV工頻電壓下對(duì)軟質(zhì)絕緣繩鉤進(jìn)行了絕緣測試，測試時(shí)間持續(xù)1 min，測試結(jié)論為合格。2012年1月10日，在50 kN靜試驗(yàn)拉力下分別對(duì)軟質(zhì)絕緣繩鉤和220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具進(jìn)行了拉力測試，測試結(jié)論為合格。檢測結(jié)果均符合《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程 (電力線路部分)》的要求。

2012年2月，在220 kV鳳總I路帶電更換絕緣子串作業(yè)中，使用這套自制改進(jìn)的工具進(jìn)行帶電更換雙分裂導(dǎo)線架設(shè)方式雙懸垂絕緣子串工作，圓滿完成了更換雙串絕緣子串工作任務(wù)，現(xiàn)場整套卡具裝置安裝及現(xiàn)場作業(yè)見圖11－13。后來經(jīng)過多次現(xiàn)場操作，均取得滿意結(jié)果。

圖11 現(xiàn)場整套卡具裝置安裝俯視照片

圖12 現(xiàn)場整套卡具裝置安裝側(cè)視照片

4 結(jié)束語

新研發(fā)的220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具，徹底解決了220GUZ31型鐵塔雙導(dǎo)線雙絕緣子串無法帶電更換絕緣子串這一難題。220GUZ31型鐵塔專用橫擔(dān)側(cè)邊卡具安全性高、適用性強(qiáng)、安裝安全可靠，有利于提高帶電作業(yè)水平，具有在同行業(yè)中大力推廣的價(jià)值。

圖13 現(xiàn)場作業(yè)照片

〔1〕DL409—1991國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程 (電力線路部分)〔S〕.北京:中國電力出版社，1991.

〔2〕DL/T463—2006帶電作業(yè)用絕緣子卡具〔S〕.北京:中國電力出版社，2006.

〔3〕高選.三峽工程新型同塔雙回線路技術(shù)分析〔J〕.東北電力技術(shù)，1999(11):1-5.

〔4〕王興葵.送電線路運(yùn)行和檢修〔M〕.北京:中國電力出版社，2003.

〔5〕GB13398—2003帶電作業(yè)用空心絕緣管、泡沫填充絕緣管和實(shí)心絕緣棒〔S〕.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

〔6〕GB/T18037—2008帶電作業(yè)工具基本技術(shù)要求與設(shè)計(jì)導(dǎo)則〔S〕．北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.