±1100kV特高壓帶電更換導(dǎo)線耐張串工具的研制

尹飛 陶留海 孫超 樊建軍 陳雷

摘 要：本文對±1100kV特高壓直流線路帶電更換導(dǎo)線四聯(lián)耐張串工器具進(jìn)行介紹，讓大家了解直流線路四聯(lián)耐張串工器具的設(shè)計(jì)方案和現(xiàn)場使用情況，供電力行業(yè)同行借鑒。

關(guān)鍵詞：±1100kV直流線路；帶電更換；導(dǎo)線四聯(lián)耐張串；工器具

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力需求高速增長。我國發(fā)電能源和用電負(fù)荷分布極不均衡的特點(diǎn)決定了建設(shè)智能電網(wǎng)是我國電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，具有長距離、大容量輸電特征的特高壓電網(wǎng)是其堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和核心環(huán)節(jié)。±1100kV特高壓直流輸電技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)輸電距離長、單回線路輸送能力強(qiáng)、輸電損耗低、大范圍配置資源能力強(qiáng)、對電工裝備業(yè)的帶動(dòng)作用顯著等優(yōu)點(diǎn)。

同樣是由于特高壓電網(wǎng)的重要地位，一旦投入運(yùn)行很難停電進(jìn)行檢修。因此，帶電作業(yè)作為特高壓電網(wǎng)運(yùn)行檢修的重要技術(shù)手段，對確保特高壓電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有重要意義。重點(diǎn)解決適用于實(shí)際工程的具有針對性及差異化帶電作業(yè)技術(shù)參數(shù)、工器具裝備研制、典型作業(yè)項(xiàng)目作業(yè)方式研究以及現(xiàn)場安全作業(yè)規(guī)程等方面問題，最終能形成直接指導(dǎo)現(xiàn)場實(shí)際的帶電作業(yè)方法及研制開發(fā)大噸位帶電作業(yè)工器具，對在國網(wǎng)公司范圍內(nèi)全面推廣±1100kV特高壓直流輸電線路帶電作業(yè)實(shí)際應(yīng)用，保障線路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 1100kV直流線路耐張絕緣子串的組裝型式

耐張串絕緣子采用550kN三傘型盤式絕緣子，采用四聯(lián)每聯(lián)92片絕緣子。

1100kV昌吉-古泉架空線路耐張桿塔采用的是U550BP/240T（XZSP-550）型瓷絕緣子，每串92片絕緣子，絕緣子結(jié)構(gòu)高度240mm，盤徑360mm。

2 耐張絕緣子更換工器具設(shè)計(jì)及計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)方案

緊線工具額定荷重按導(dǎo)線機(jī)械特性曲線確定，一般情況下，可不再考慮過牽引引起的附加荷重。線路的代表檔距為600m。工具額定設(shè)計(jì)荷重P按式計(jì)算并取為整數(shù)：

P=1.1nSσd

式中：

S為導(dǎo)線的全截面積。

n為作用于工具上的導(dǎo)線根數(shù)。

σd為帶電作業(yè)中最大導(dǎo)線應(yīng)力。

根據(jù)線路參數(shù)，計(jì)算可得更換耐張絕緣子工具的額定設(shè)計(jì)荷重為92.98kN。

根據(jù)桿塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本專利主張主要由橫擔(dān)側(cè)翻板卡具、絕緣子閉式卡具和兩根12t液壓絲杠等部件組成，橫擔(dān)側(cè)翻板卡具、絕緣子閉式卡具額定工作負(fù)荷為215kN，試驗(yàn)負(fù)荷322.5kN，安全系數(shù)2.5倍。從以上主要技術(shù)指標(biāo)看，目前位居我國同類帶電作業(yè)工器具首位。

±1100kV古泉線特高壓直流輸電線路是世界上最高電壓等級(jí)的首條直流特高壓輸電線路，目前尚無帶電作業(yè)方法及工器具相關(guān)研究，本主張主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有：

（1）一端利用橫擔(dān)側(cè)連扳為橫擔(dān)側(cè)翻板卡具的錨固點(diǎn)，另一端利用絕緣子鋼帽為絕緣子端的錨固點(diǎn)，收緊液壓絲杠后，將絕緣子的水平荷載轉(zhuǎn)移到本裝置上，此時(shí)進(jìn)行可拆除和更換單片絕緣子作業(yè)。使用本裝置后，大大降低了高空帶電更換單片絕緣子的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短作業(yè)時(shí)間，提高工作效率。

（2）橫擔(dān)側(cè)翻板卡具、絕緣子閉式卡具均采用鈦合金制造，在縮減了工具自身的體積的同時(shí)提高了工具的機(jī)械強(qiáng)度，減輕了工具的重量，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高工作的安全性。

2.2 機(jī)械校核

本卡具用于更換耐張四聯(lián)絕緣子串中的單片絕緣子?？ň呷鐖D1所示，額定負(fù)荷P=215kN，材料選擇鋁合金LC4，CS.HB≥140，「σs 」=420MPa，「σb」=530MPa。安全系數(shù)2.5倍。最后對加工好的耐張絕緣子更換工具進(jìn)行了動(dòng)負(fù)荷和靜負(fù)荷試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明工具符合DL/T 463《帶電作業(yè)用絕緣子卡具》的要求。

3 耐張塔帶電作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用

2018年3月，國網(wǎng)河南省電力公司檢修公司在±1100kV特高壓直流線路上進(jìn)行了應(yīng)用，塔身作業(yè)人員攜帶工器具攀爬至耐張塔橫擔(dān)處，等電位電工沿絕緣子串進(jìn)入等電位，并在地面電工配合下安裝耐張絕緣子更換工具。開展了耐張絕緣子檢修作業(yè)，如圖2所示。

結(jié)論

本卡具設(shè)計(jì)理念獨(dú)特，構(gòu)思新穎，具有專用部件少，容易組合、方便攜帶、使用簡單、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，使用安全系數(shù)高，填補(bǔ)了國內(nèi)±1100kV特高壓直流線路帶電作業(yè)領(lǐng)域四聯(lián)耐張橫擔(dān)側(cè)單片絕緣子更換工器具的空白?，F(xiàn)場試用效果良好，對特高壓直流線路的安全可靠運(yùn)行具有非常重要的意義，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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