帶電裝拆線路過電壓保護(hù)器專用工器具研發(fā)探討

趙法強(qiáng)　蔡志國

摘要：龍崗地區(qū)配網(wǎng)架空線路比較多，絕緣化率高，雷擊斷線事故屢有發(fā)生。針對問題，深圳龍崗供電局選擇在線路中安裝架空線路過電壓保護(hù)器裝置進(jìn)行應(yīng)對。但是加裝或今后維護(hù)更換該裝置必須采用停電方式進(jìn)行，這與提高供電可靠性相矛盾。文章介紹了帶電更換線路過電壓保護(hù)器的技術(shù)和專用工器具研究過程及應(yīng)用方式。

關(guān)鍵詞：架空線路；過電壓保護(hù)器；絕緣操作桿；絕緣支架；帶電裝拆線路 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM512 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.012

為減少10kV配網(wǎng)架空線路雷擊斷線及跳閘事故率，深圳龍崗地區(qū)普遍采用一種名為“架空絕緣線路過電壓保護(hù)器”的防雷產(chǎn)品。該產(chǎn)品分為引流環(huán)、限流元件、連接金具三大部分，原理是安裝在架空線路上，平時(shí)與線路隔離，氧化鋅限流元件不承受線路的工頻電壓，一旦線路出現(xiàn)雷電過電壓或大的操作過電壓時(shí)，該裝置設(shè)置的空氣間隙被擊穿，而其引流環(huán)將電弧吸引過來，這時(shí)氧化鋅限流元件動(dòng)作，釋放雷電流并截?cái)嗪罄m(xù)產(chǎn)生的工頻續(xù)流，從而防止架空線路雷擊斷線事故的發(fā)生。該產(chǎn)品在龍崗地區(qū)多條線路上應(yīng)用，效果良好。然而，該產(chǎn)品安裝位置貼近支柱式絕緣子，連接金具與支柱式絕緣子根部連接，并且該產(chǎn)品底部連接有接地線纜，所以從安全角度出發(fā)，帶電線路加裝或更換該產(chǎn)品需要采用停電方式。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

目前，國內(nèi)外在沒有專用工器具情況下，安裝過電壓保護(hù)器只能采取停電方式裝拆過電壓保護(hù)器，安裝過程是將線路停電，將過電壓保護(hù)器的連接支架安裝在針式瓷瓶的支柱上。

2 項(xiàng)目研究的預(yù)期目標(biāo)

（1）完成可實(shí)現(xiàn)帶電作業(yè)更換或加裝架空絕緣線路過電壓保護(hù)器產(chǎn)品的工器具的研制，其中包括研制抓取線路過電壓保護(hù)器用絕緣操作桿、臨時(shí)支撐架空導(dǎo)線用的絕緣支架、安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿；（2）利用項(xiàng)目成果，逐步開展配網(wǎng)架空線路帶電更換線路過電壓保護(hù)器項(xiàng)目；（3）完善作業(yè)指導(dǎo)書及作業(yè)方案，編制技術(shù)規(guī)范。

3 項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)及實(shí)施方案

3.1 抓取線路過電壓保護(hù)器用絕緣操作桿的研制

抓取器的設(shè)計(jì)參考試管鉗夾的設(shè)計(jì)，選取適合保護(hù)器外護(hù)套直徑的絕緣鉗夾作為抓取器本體，然后設(shè)計(jì)一個(gè)絕緣頂錐，頂錐為圓錐形，底部安裝一個(gè)螺桿，與絕緣操作桿頂部連接。另外設(shè)計(jì)一個(gè)絕緣框架，固定夾鉗和頂錐，并保證夾鉗能夠自由活動(dòng)，框架中設(shè)計(jì)一個(gè)固定螺母，與頂錐底部螺桿配合。當(dāng)絕緣操作桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂錐底部螺桿隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頂錐前進(jìn)或后退。頂錐前進(jìn)時(shí)，夾鉗被迫收緊，這樣可以緊緊抓住線路保護(hù)器，頂錐后退時(shí)，夾鉗張開，絕緣桿可以與線路保護(hù)器脫離。

3.1.1 絕緣操作桿的設(shè)計(jì)。10kV帶電作業(yè)用絕緣操作桿屬于成熟產(chǎn)品，我們根據(jù)《帶電作業(yè)用絕緣桿通用技術(shù)條件（GB 13398-92）》及《南方電網(wǎng)公司安全工器具技術(shù)規(guī)范（絕緣操作桿部分）》要求進(jìn)行產(chǎn)品選擇。

第一，絕緣操作桿的桿材由環(huán)氧樹脂制成，環(huán)氧樹脂采用人造纖維加強(qiáng)，其外觀顏色選擇黃色。其密度不小于1.75g/cm3，吸水率不大于0.15%，50Hz介質(zhì)損耗角正切不大于0.01。絕緣部分用于絕緣隔離。根據(jù)電壓等級的不同，最短有效絕緣長度不應(yīng)小于表1中所列的數(shù)值：

根據(jù)操作需要，我們將操作桿定于2m，絕緣部分大約1.7m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足絕緣要求。

第二，對絕緣操作桿材料電氣性能要求和選擇。受潮前、后的電氣特性：我們選擇的絕緣操作桿制造的桿材滿足表2的規(guī)定：

試品在100kV工頻電壓下應(yīng)滿足無滑閃、無火花或擊穿，表面無可見漏電腐蝕痕跡，無可察覺的溫升等要求。另外制造絕緣操作桿的桿材進(jìn)行了1200mm長試品的淋雨試驗(yàn)。淋雨試驗(yàn)條件見GB 13398-2008中5.5.2條的規(guī)定。對試品施加工頻電壓100kV（有效值），加壓時(shí)間持續(xù)1h，無滑閃、無火花或擊穿，表面無可見漏電腐蝕痕跡，無可察覺的溫升。

3.1.2 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的絕緣操作桿完成既定動(dòng)作需要操作桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)頂錐運(yùn)動(dòng)，為了方便操作桿旋轉(zhuǎn)，我們在操作桿底部設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄（圖1），增加旋轉(zhuǎn)力臂，使操作時(shí)更加省力。

3.2 臨時(shí)支撐架空導(dǎo)線用的絕緣支架的研制

3.2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。產(chǎn)品整體由絕緣支撐管、絕緣固定板、定滑輪、橫擔(dān)固定器、電纜掛鉤和承力繩組成，整個(gè)支架通過橫擔(dān)固定器固定在線路橫擔(dān)上，承力繩穿過絕緣支撐管和定滑輪與電纜掛鉤連接，當(dāng)作業(yè)人員用電纜掛鉤固定電纜后，拉動(dòng)承力繩將電纜吊起，然后固定承力繩，將電纜固定。橫擔(dān)固定器設(shè)計(jì)成可以調(diào)節(jié)式，即可以根據(jù)橫擔(dān)的寬度和高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，適應(yīng)現(xiàn)有絕大多數(shù)線路橫擔(dān)尺寸。

3.2.2 機(jī)械性能設(shè)計(jì)。絕緣支架機(jī)械性能設(shè)計(jì)主要考慮其掛繩垂直機(jī)械負(fù)荷，主要針對架空線纜重量，根據(jù)龍崗地區(qū)線路實(shí)際情況了解，架空線路基本采用鋁芯絕緣導(dǎo)線，依據(jù)上表，選擇最大300mm2導(dǎo)線，導(dǎo)線重量為1.145kg/m，以支柱絕緣子所在位置，以及桿塔每檔50距離計(jì)算，絕緣支架額定承受力為9.8×1.145×100/2=561.05N。另外根據(jù)查閱相關(guān)資料，選擇絕緣斗臂車用三相臨時(shí)橫擔(dān)作為參考，其技術(shù)參數(shù)中單導(dǎo)線非平衡負(fù)荷為910N，遠(yuǎn)超過560N，所以將絕緣支架額定機(jī)械負(fù)荷定為910N。

3.3 安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿的研制情況

安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿研究主要針對支柱絕緣子緊固螺母，由于支柱絕緣子種類很多，所以設(shè)計(jì)考慮安裝或拆卸工具與絕緣操作桿分離，即在絕緣操作桿頂端設(shè)計(jì)一個(gè)萬用連接裝置，則可以根據(jù)不同的支柱絕緣子匹配不同型號(hào)或規(guī)格的工具（見圖2）。

萬用連接裝置設(shè)計(jì)成齒輪卡盤形狀，同時(shí)將其他工具如套筒扳手、叉形扳手等尾部也加工成同樣的齒輪卡盤，使用時(shí)互相螯合，根據(jù)需要調(diào)整角度，再利用中心螺栓進(jìn)行固定（見圖3）。絕緣操作桿的選擇同抓取線路過電壓保護(hù)器用絕緣操作桿，尾部也同樣設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，增加旋轉(zhuǎn)力臂，使操作時(shí)更加省力。

3.4 配網(wǎng)架空線路帶電更換線路過電壓保護(hù)器應(yīng)用研究

作業(yè)工程：10kV XX線路XX桿安裝架空線路過電壓保護(hù)器工程。

作業(yè)類別：第三類采用絕緣操作桿及絕緣手套帶電安裝線路過電壓保護(hù)器。

作業(yè)目的：提高架空線路防止雷電過電壓斷線能力。

作業(yè)內(nèi)容：在XX線路XX桿安裝一組架空線路過電壓保護(hù)器。

作業(yè)主要步驟：（1）1#電工將絕緣斗調(diào)整到內(nèi)側(cè)導(dǎo)線下，得到工作監(jiān)護(hù)人許可后對內(nèi)側(cè)導(dǎo)線套好絕緣套管，并對柱式絕緣子鐵件部位進(jìn)行絕緣遮蔽（用遮蔽罩）；（2）2#電工與3#電工配合將絕緣支架用絕緣繩吊入絕緣斗，準(zhǔn)備下一步工作；（3）調(diào)整絕緣斗至適當(dāng)位置，將絕緣支架固定在橫擔(dān)上，并調(diào)整位置，使支架吊臂對齊需要更換保護(hù)器的那相導(dǎo)線，將吊臂鉤子鉤住那相導(dǎo)線，調(diào)整絕緣斗，2#電工拉動(dòng)傳力繩，緩緩將吊鉤提升一點(diǎn)，使吊鉤受力，固定傳動(dòng)繩，然后1#電工用絕緣桿（抓取保護(hù)器）固定住保護(hù)器，2#電工用絕緣桿（松緊支柱絕緣子支腳螺母）緩緩拆除支柱絕緣子固定螺母，再慢慢移動(dòng)絕緣桿（抓取保護(hù)器），將保護(hù)器取走。換掉舊保護(hù)器，用絕緣桿（抓取保護(hù)器）固定新保護(hù)器，慢慢移到支柱絕緣子下端，并松開傳動(dòng)繩，將導(dǎo)線緩慢放下，輕輕將保護(hù)器連接金具套入支柱絕緣子支腳，并按照保護(hù)器安裝要點(diǎn)調(diào)整好位置，再用絕緣桿（松緊支柱絕緣子支腳螺母）重新將固定螺母旋緊，使新保護(hù)器固定好。最后松開吊臂鉤子，拆除支架；（4）如果需要更換外側(cè)保護(hù)器，其步驟與前面三個(gè)步驟相同。如果需要更換中相保護(hù)器則需在二側(cè)導(dǎo)線上都安放好絕緣套管后才能更換中相保護(hù)器；（5）拆除柱式絕緣子絕緣遮蔽工具及導(dǎo)線絕緣套管。

4 結(jié)語

項(xiàng)目通過帶電作業(yè)更換線路過電壓保護(hù)器設(shè)備用絕緣操作工具的研制并通過試用，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是可行的，有效地解決了只有停電安裝及更換過電壓保護(hù)器的矛盾，創(chuàng)新了更換或加裝架空絕緣線路過電壓保護(hù)器裝置的新的帶電作業(yè)項(xiàng)目，提高了供電可靠性。

（責(zé)任編輯：周 瓊）