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    絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器的研制

    2020-11-04 01:22:42楊瑞娟岐召陽
    山西電力 2020年5期
    關(guān)鍵詞:掛點(diǎn)角鋼區(qū)段

    楊瑞娟,岐召陽,連 歡

    (1.河南城建學(xué)院電氣與控制工程學(xué)院,河南 平頂山 467001;2.國網(wǎng)河南省電力公司平頂山供電公司,河南 平頂山 467001)

    0 引言

    國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)曾發(fā)生過因?yàn)閱螔禳c(diǎn)復(fù)合絕緣子串掉落而造成的嚴(yán)重事故,所以多次規(guī)定要求將“三跨”區(qū)段的單掛點(diǎn)絕緣子串更換成雙掛點(diǎn)絕緣子串。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)架空輸電線路“三跨”重大反事故措施(試行)的通知》要求:“三跨”區(qū)段絕緣子“單串改雙串”應(yīng)采用雙掛點(diǎn)。為防止“三跨”區(qū)段發(fā)生倒塔、斷線、掉串等事故,“三跨”線路要全面將單掛點(diǎn)絕緣子串改為雙掛點(diǎn)絕緣子串。

    對某供電公司轄區(qū)內(nèi)“三跨”線路區(qū)段單、雙掛點(diǎn)桿塔所占比例進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表1 所示。由表1 可知,“三跨”線路區(qū)段絕緣子單掛點(diǎn)桿塔已經(jīng)占到桿塔總數(shù)的84.6%,絕緣子掛點(diǎn)單改雙工作任務(wù)量較大。

    表1 某供電公司轄區(qū)內(nèi)“三跨”線路區(qū)段單、雙掛點(diǎn)桿塔所占比例調(diào)查統(tǒng)計(jì)

    更換絕緣子串之前,首先需要將桿塔掛線點(diǎn)的單掛點(diǎn)角鋼更換為雙掛點(diǎn)角鋼。傳統(tǒng)作業(yè)方法通常在停電狀態(tài)下采用手扳葫蘆或緊線器對橫擔(dān)進(jìn)行臨時固定。對絕緣子串“單改雙”工作過程中掛線點(diǎn)角鋼更換用時進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果如表2所示。由表2 可知,桿塔橫擔(dān)掛線點(diǎn)角鋼更換平均用時較長,最短20 min,最長則需要72 min,主要原因在于缺少專業(yè)的橫擔(dān)固定支撐工具,對橫擔(dān)固定支撐效果不佳,角鋼拆除后,易于出現(xiàn)桿塔橫擔(dān)塔材變形導(dǎo)致無法拆卸安裝聯(lián)板等情況,造成掛線點(diǎn)角鋼更換費(fèi)時費(fèi)力,效率較低。

    為了提高桿塔橫擔(dān)掛線點(diǎn)角鋼更換效率,有利于絕緣子掛點(diǎn)單改雙工作的開展,本文研制了一種絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器,有效解決了傳統(tǒng)作業(yè)方法拆除角鋼后的橫擔(dān)變形問題,提升了檢修作業(yè)效率,減少了線路的停電檢修時間。

    表2 絕緣子串“單改雙”過程中掛線點(diǎn)角鋼更換用時調(diào)查數(shù)據(jù)

    1 雙橫擔(dān)固定裝置的研制

    1.1 研制思路

    絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器的研制從以下幾個方面進(jìn)行考慮。

    a) 為便于地面及塔上作業(yè)人員提升和組裝裝置,減少人員在運(yùn)輸和搬運(yùn)過程中的勞動強(qiáng)度,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并且按照從輕的原則,確定裝置的整體質(zhì)量不超過15 kg。

    b) 新工具應(yīng)具有很好的通用性和適用性,橫擔(dān)固定器長度可靈活調(diào)整,需滿足某供電公司轄區(qū)內(nèi)全部110 ~220 kV 輸電線路“三跨”桿塔橫擔(dān)下平面所用角鋼尺寸的要求。

    c) 新工具應(yīng)具有較好的承力性,抗拉伸強(qiáng)度高,滿足抗3 t 的拉力實(shí)驗(yàn)要求。

    d) 從操作性方面考慮,新工具要設(shè)計(jì)合理,承重性強(qiáng),操作簡單,便于攜帶。

    1.2 研制方案

    1.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    根據(jù)工具的研制思路,工具結(jié)構(gòu)上由雙向調(diào)節(jié)絲杠、棘輪自鎖式“T”型調(diào)節(jié)拉桿、UL 聯(lián)動裝置組成。雙向絲杠可操作性強(qiáng)并且在實(shí)際工作中能夠減輕作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度,利用絲杠傳動原理進(jìn)行長短調(diào)節(jié),通過UL 聯(lián)動裝置將橫擔(dān)側(cè)角鋼固定[1],有效解決了傳統(tǒng)作業(yè)方法拆除角鋼后橫擔(dān)不易固定的難題。

    某供電公司轄區(qū)內(nèi)典型“三跨”桿塔橫擔(dān)下平面所用角鋼型號及橫擔(dān)寬度如表3 所示。為使新工具具有很好的通用性和適用性,將工具的卡槽深度設(shè)計(jì)在56~90 mm 之間,槽寬設(shè)計(jì)在5~8 mm之間,絲杠調(diào)節(jié)行程設(shè)計(jì)在400~850 mm 之間。

    棘輪自鎖式“T”型調(diào)節(jié)拉桿調(diào)節(jié)范圍大于400 mm,在收緊過程中消耗的體力較小,并且具有便于安裝、拆除、效率高及穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn),棘輪自鎖式“T”型調(diào)節(jié)拉桿設(shè)計(jì)如圖1 所示[1]。

    表3 某供電公司轄區(qū)內(nèi)典型“三跨”桿塔橫擔(dān)下平面所用角鋼型號統(tǒng)計(jì)

    圖1 棘輪自鎖式“T”型調(diào)節(jié)拉桿設(shè)計(jì)圖

    UL 聯(lián)動裝置實(shí)現(xiàn)對橫擔(dān)側(cè)角鋼的固定,其作為橫擔(dān)固定器的主要承力部分,主體由鎂鋁合金整體切割而成,整體設(shè)計(jì)采用“內(nèi)U 外L”形結(jié)構(gòu)(如圖2 所示),其中A、B 兩點(diǎn)為絲杠長度固定點(diǎn),A、B 之間的間距為100 mm(某供電公司轄區(qū)內(nèi)典型“三跨”桿塔橫擔(dān)下平面所用角鋼最大型號為90 mm×8 mm,蝶形螺栓所占空間為10 mm),C 點(diǎn)為活動點(diǎn),E 點(diǎn)通過活動與D 點(diǎn)連接,通過擰緊蝶形螺栓對角鋼形成全方位固定[2]。

    根據(jù)整體設(shè)計(jì)思路,絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3 所示。

    1.2.2 材質(zhì)選擇

    圖2 UL 聯(lián)動裝置設(shè)計(jì)圖

    圖3 雙橫擔(dān)固定裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

    根據(jù)研制思路,在滿足工具整體質(zhì)量和承力性要求的前提下,對合金鋼、合金鋁、鋁鎂合金3 種常用材料進(jìn)行比較分析,根據(jù)各部件要機(jī)械強(qiáng)度高,便于加工,且應(yīng)盡量減輕裝置整體質(zhì)量的原則,選用合金鋼作為調(diào)節(jié)絲杠的制作材料,選用鋁鎂合金作為UL 聯(lián)動裝置的制作材料。合金鋼、合金鋁、鋁鎂合金材質(zhì)的優(yōu)缺點(diǎn)對比如表4 所示。

    表4 雙橫擔(dān)固定裝置材質(zhì)選擇對比

    1.2.3 工具的加工制作

    按照研制方案對絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器進(jìn)行了加工制作,其實(shí)物如圖4 所示。

    圖4 雙橫擔(dān)固定裝置實(shí)物圖

    2 雙橫擔(dān)固定裝置試驗(yàn)效果及分析

    2.1 現(xiàn)場試驗(yàn)

    絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器研制成功以后,在某220 kV“三跨”線路桿塔上進(jìn)行了現(xiàn)場驗(yàn)證,對完成一基“三跨”區(qū)段桿塔復(fù)合絕緣子單改雙工作所用時間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表5 所示。

    表5 “三跨”區(qū)段桿塔復(fù)合絕緣子單改雙所用時間

    2.2 試驗(yàn)效果分析

    通過現(xiàn)場試驗(yàn),可得出如下試驗(yàn)結(jié)果。

    a) 使用單改雙橫擔(dān)固定器,操作工藝簡單,更換一基“三跨”線路桿塔橫擔(dān)掛線點(diǎn)角鋼所需平均作業(yè)時間從原來的45 min 減少到了現(xiàn)在的20 min,大大提高了檢修作業(yè)效率。

    b) 工具整體質(zhì)量為12.9 kg,滿足了工具質(zhì)量不超過15 kg 的設(shè)計(jì)要求,攜帶及操作方便。

    c) 工具承力性能好,抗拉伸強(qiáng)度高,進(jìn)行抗3 t的拉力實(shí)驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)松動、損壞及變形情況[3]。

    e) 工具具有良好的通用性及適用性,長度、卡槽深度、槽寬可靈活調(diào)整,適用于某供電公司轄區(qū)內(nèi)所有110~220 kV“三跨”桿塔的使用。

    3 裝置應(yīng)用情況分析

    3.1 經(jīng)濟(jì)性分析

    絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器研制成功以后,首先在某供電公司開展了推廣應(yīng)用,以某220 kV“ZG”線為例,在工具研制成功前改造一基桿塔停電時間至少為3 h,工具研制后改造一基桿塔停電時間為2 h,該供電公司開展該項(xiàng)目塔上檢修作業(yè)人員為8 人,即最多同時分為4 個小組開展工作[4],采用新研制的工具共完成220 kV“ZG”線“三跨”及其他重要區(qū)段“單改雙”工作共計(jì)16 基桿塔的改造任務(wù),該線路的正常負(fù)載為110 000 kW,以目前電差價 0.07 元/(kW·h)(即供電公司利潤) 計(jì)算,至少可節(jié)省的總停電時間為4 h,可直接減少經(jīng)濟(jì)損失30 800 元。該裝置的進(jìn)一步推廣應(yīng)用將能產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。

    3.2 可推廣性分析

    該工具的卡槽深度、槽寬、絲杠調(diào)節(jié)行程均是按照某供電公司轄區(qū)內(nèi)典型“三跨”線路桿塔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì),可適用于該供電公司轄區(qū)內(nèi)大部分220 kV 及以下電壓等級輸電線路“三跨”及重要區(qū)段絕緣子串“單改雙”工作的需要。通過調(diào)整工具的結(jié)構(gòu)尺寸,也可將該絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器推廣應(yīng)用于500 kV 及以上電壓等級輸電線路和其他形式220 kV 及以下電壓等級輸電線路桿塔。該裝置的成功推廣應(yīng)用,為國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)“三跨”區(qū)段單掛點(diǎn)絕緣子串更換成雙掛點(diǎn)絕緣子串工作提供了技術(shù)支撐,更有效地保證了輸電線路高效安全運(yùn)行,減少了線路停電時間,提高了供電可靠性。

    4 結(jié)論

    本文針對在“三跨”區(qū)段桿塔的單掛點(diǎn)絕緣子串改造為雙掛點(diǎn)絕緣子串過程中,桿塔橫擔(dān)塔材易變形導(dǎo)致作業(yè)效率較低的問題進(jìn)行了分析,研制了一種絕緣子掛點(diǎn)單改雙橫擔(dān)固定器,通過試驗(yàn)分析,得出了以下結(jié)論。

    a) 該裝置成功解決了傳統(tǒng)“單改雙”作業(yè)過程中無專用橫擔(dān)固定裝置,在掛點(diǎn)角鋼拆除后橫擔(dān)易變形的難題,可廣泛應(yīng)用于“三跨”及其他重要區(qū)段輸電線路的“單改雙”工作中。

    b) 該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙,利用絲杠傳動原理進(jìn)行長短調(diào)節(jié),通過UL 聯(lián)動裝置將橫擔(dān)側(cè)角鋼固定,可以有效提高桿塔橫擔(dān)掛線點(diǎn)角鋼更換效率,減少了對停電線路的檢修時間。

    c) 該裝置攜帶方便,安裝及操作簡單,省時省力,平均每相掛線點(diǎn)角鋼更換用時僅為20 min。

    d) 該裝置承力性能好,抗拉伸強(qiáng)度高,長度、卡槽深度、槽寬可靈活調(diào)整,具有良好的通用性及適用性。

    e) 該裝置經(jīng)濟(jì)效益好,便于推廣應(yīng)用。

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