帶電更換500千伏耐張串單片絕緣子工器具及使用

摘 要：文章對(duì)帶電更換500千伏耐張絕緣子的常用單片絕緣子卡具、一般輔助工器具進(jìn)行了介紹，并提出了工器具使用中的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：帶電作業(yè)；耐張串；閉式卡

引言

重慶地區(qū)地理環(huán)境特殊，集大城市、大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)于一體，高壓輸電線路在不同污穢程度、不同氣象條件、不同海拔環(huán)境下運(yùn)行，絕緣子劣化現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。近年來，隨著重慶電網(wǎng)500千伏線路長(zhǎng)度的不斷增加，其維護(hù)工作量顯著增加。同時(shí)，受重慶地區(qū)地理環(huán)境限制，輸電線路鐵塔多位于丘陵或深山之中，道路交通不便、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)狹窄，無法像平原地區(qū)一樣可攜帶較多、較全的工器具或使用重型機(jī)械裝置節(jié)省人力。因此，在更換絕緣子前選擇合適的作業(yè)方法、配置恰當(dāng)?shù)墓ぞ撸翘岣呤┕ば实年P(guān)鍵。

1 500kV耐張串的主要懸掛方式

目前500kV耐張串常規(guī)設(shè)計(jì)為雙串結(jié)構(gòu)，但導(dǎo)線側(cè)和橫擔(dān)側(cè)的懸掛方式又分為雙掛點(diǎn)和單掛點(diǎn)兩種。單掛點(diǎn)既指用聯(lián)板將兩串絕緣子并聯(lián)在一起，再通過錨固金具等與導(dǎo)線相連；雙掛點(diǎn)指兩串絕緣子分別與導(dǎo)線單獨(dú)連接，形成兩個(gè)掛點(diǎn)。

圖1 雙串單掛點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

在帶電更換除首末端（橫擔(dān)側(cè)和導(dǎo)線側(cè)的第一片絕緣子）外的任意單片絕緣子時(shí)，無論何種懸掛方式，所使用的工具都是相同的。但是，因?yàn)殚]式卡具需要依靠絕緣子本身結(jié)構(gòu)之一的鋼帽作為錨固基礎(chǔ)，在更換首末端絕緣子時(shí)閉式卡就不再適用，需要其他依靠掛點(diǎn)金具作為錨固基礎(chǔ)的卡具，我們稱為端部卡具。由于端部卡具的安裝和掛點(diǎn)處的金具結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，因此不同懸掛方式的耐張塔在更換首末端絕緣子時(shí)所使用的端部卡具也會(huì)相應(yīng)改變。

圖2 雙串單掛點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

2 帶電更換單片500kV耐張絕緣子工器具

2.1 常用單片絕緣子卡具

帶電更換500kV耐張串任意單片絕緣子所使用的工具統(tǒng)稱為單片絕緣子卡具，主要是閉式卡、端部卡（有時(shí)根據(jù)實(shí)際情況用大刀卡、翼型卡作為端部卡使用）和雙頭絲杠，主要材料由鋁合金構(gòu)成，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。更換單片絕緣子的最基本原理就是在劣化絕緣子兩側(cè)安裝好前后卡，再利用兩副雙頭絲杠將前后卡相連，形成一個(gè)整體，收緊絲杠把劣化絕緣子的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到卡具上，絕緣子將會(huì)松動(dòng)，即可直接取出更換。

當(dāng)涉及到更換首末端絕緣子時(shí)，如果是雙串雙掛點(diǎn)結(jié)構(gòu)一般直接使用端部卡，對(duì)于雙串單掛點(diǎn)則使用大刀卡或翼型卡代替端部卡。必要時(shí)還需臨時(shí)拆除均壓環(huán)，利用均壓環(huán)的安裝孔洞進(jìn)行安裝。

（1）閉式卡具。用于更換絕緣子串（除首末端外）任意一片單片絕緣子的工具。閉式卡具包括兩副閉式卡和絲桿，閉式卡通過芯具夾緊絕緣子鋼帽產(chǎn)生摩擦力承受絕緣子串的拉力。

圖3 閉式卡結(jié)構(gòu)示意圖

（2）端部卡具。用于更換絕緣子串中首端或末端單片絕緣子的工具。端部卡具包括端部卡、閉式卡和絲桿，端部卡利用絕緣子串掛點(diǎn)處的金具（如二聯(lián)板）來固定卡具，在使用時(shí)，導(dǎo)線側(cè)或橫擔(dān)側(cè)安裝端部卡，絕緣子側(cè)用閉式卡。

圖4 翼型卡結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物圖

圖5 大刀卡結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)物圖

（3）芯具。芯具是閉式卡具的核心部分，是決定卡具能否緊固鋼帽的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。芯具呈瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)，受力時(shí)愈拉愈緊，從而保證其強(qiáng)度和可靠性。

（4）雙頭絲杠。絲杠是最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反作用力。雙頭絲杠具有對(duì)稱的兩頭，通過螺栓與卡具連接在一起，使卡具、絲杠形成一個(gè)四邊形的封閉整體，中空部位即作業(yè)點(diǎn)，在作業(yè)中絲杠既是連接金具，又能收緊絕緣子串。

2.2 單片絕緣子卡具的選型

更換耐張絕緣子串的卡具所能承受的荷重主要校驗(yàn)額定荷重能否滿足所要承受的最大張力。

懸掛點(diǎn)應(yīng)力簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：

（1）

（2）

其中：fg為導(dǎo)線弧垂；？滓A為掛點(diǎn)應(yīng)力；F為掛點(diǎn)荷重；ld為代表檔距；f為代表檔距最大弧垂；l為檔距；？滓0為代表檔距應(yīng)力；g1為導(dǎo)線自重比載；A為計(jì)算截面積。對(duì)于雙串絕緣子，卡具的荷重必須大于掛點(diǎn)荷重的一半。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的閉式卡型號(hào)，可確定合適的卡具。

2.3 單片絕緣子卡具使用方法

（1）根據(jù)設(shè)備情況及所需更換絕緣子的位置，選擇適合于現(xiàn)場(chǎng)使用的卡具及型號(hào)。

（2）組裝卡具時(shí)，應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)前、后錐度，認(rèn)準(zhǔn)芯具方向，反錐度安裝在鋼帽上，然后再擰緊閉式卡具的封閉螺絲，若用端部卡具也必須擰緊相應(yīng)定位螺絲。

（3）將兩側(cè)絲杠分別安裝在卡具上，檢查卡具受力是否良好，兩側(cè)絲桿同時(shí)收緊，受力均勻。初始時(shí)允許芯具有5min預(yù)應(yīng)力移動(dòng)，以達(dá)到緊密受拉的目的。

（4）卡具范圍內(nèi)有3片絕緣子被短路（短3卡4），可更換其中任一片。

（5）恢復(fù)時(shí)要裝好銷子，確無問題后方可拆卸工具。

2.4 一般輔助工器具

在施工作業(yè)中，還會(huì)用到大量的輔助工器具，主要用于通訊、檢測(cè)、傳遞工具及保護(hù)人身安全，使整個(gè)作業(yè)流程安全、簡(jiǎn)便、迅速。包括絕緣工具、個(gè)人防護(hù)用具、安全工器具和其他輔助工具。

3 帶電作業(yè)工器具使用注意事項(xiàng)

3.1 登塔時(shí)防止高空墜落

高空作業(yè)人員必須戴安全帽和系安全帶；上下桿塔要正確使用防墜落裝置，正確使用安全帶、安全繩，在桿塔上移動(dòng)、作業(yè)時(shí)，先打安全帶，替換安全繩（第二道保護(hù)）時(shí)，安全繩（第二道保護(hù)）打好后才能解開安全帶（第一道保護(hù)），時(shí)刻注意至少有一道保護(hù)。人員上、下塔過程中，應(yīng)檢查腳釘?shù)仁欠窭喂?，且按正確方法安裝使用防墜落裝置；束好衣服和安全帶等工具器，防止被腳釘和角鋼鉤??；中途休息時(shí)必須系好安全帶，作業(yè)過程和轉(zhuǎn)位時(shí)，均不得失去安全帶的保護(hù)；受力前要仔細(xì)檢查安全帶扣環(huán)是否扣牢；超過5級(jí)以上強(qiáng)風(fēng)應(yīng)立即停止塔上作業(yè)。

3.2 進(jìn)入電場(chǎng)前做好檢測(cè)工作

地電位電工仔細(xì)檢查絕緣子是否有自爆、損壞、雷擊現(xiàn)在，認(rèn)真核對(duì)所換的絕緣子噸位與所配備的絕緣子噸位是否一致，長(zhǎng)度、盤徑是否一致、匹配。并檢查金具銹蝕情況，對(duì)工作相關(guān)的絕緣子串進(jìn)行檢測(cè)，良好絕緣子片數(shù)不得少于23片。

3.3 進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)

地電位、等電位電工應(yīng)全部穿全套合格的屏蔽服并連接可靠，作業(yè)中不許脫開。等電位電工應(yīng)控制好身體擺動(dòng)，在轉(zhuǎn)移電位時(shí)，人體的裸露部分與帶電體的最小距離不得小于0.4米的安全距離；等電位電工系好高強(qiáng)度絕緣保護(hù)繩，帶好絕緣傳遞繩，報(bào)經(jīng)工作負(fù)責(zé)人同意后沿絕緣子串進(jìn)入作業(yè)點(diǎn)。進(jìn)入電位時(shí)雙手抓扶一串，雙腳踩另一串，要求組合間隙大于4米方可進(jìn)入強(qiáng)電場(chǎng)；由零電位逐漸到高電位的作業(yè)過程中，動(dòng)作協(xié)調(diào)，以蹲姿行進(jìn)，不可站立行走或爬行?？鄢梭w短接和零值絕緣子片數(shù)后，良好絕緣子片數(shù)不得小于23片，嚴(yán)禁短接絕緣子片數(shù)超過3片。

3.4 更換絕緣子

地勤人員用絕緣傳遞繩將閉式卡、雙頭絲杠傳遞至等電位作業(yè)位置，等電位電工將閉式卡、雙頭絲杠安裝在被更換絕緣子兩側(cè)，并連接好雙頭絲杠；收緊雙頭絲杠，使之稍稍受力后，沖擊試驗(yàn)檢查各受力點(diǎn)無異常后等電位電工取出被換絕緣子上的前后鎖緊銷，繼續(xù)收緊雙頭絲杠，直至取出絕緣子。收緊絲杠過程中，盡量保證收緊幅度一致；下放或提升絕緣子過程中應(yīng)保持用力的平緩，注意控制好留繩，確保玻璃絕緣子不碰到鐵塔，避免絕緣子閃動(dòng)幅度過大。