10kV同桿雙回線路帶電立桿導(dǎo)線支撐架

付 軼，徐 飛

（1.昆明供電局變電運行二所，云南 昆明650600；2.昆明晉寧供電局，云南 昆明650600）

1 選題理由

隨著我國電力事業(yè)向綠色、高效、可持續(xù)方向發(fā)展，帶電作業(yè)技術(shù)在電力安全生產(chǎn)工作中占有越來越重要的地位，發(fā)展趨勢也逐年得到加強。

在10kV同桿雙回線路帶電立桿過程中，采用工作方法是用吊車將電桿從10kV同桿雙回線路中間垂直放下，在電桿下放的過程中，為了防止電桿對10kV同桿雙回線路產(chǎn)生刮碰，減少由此產(chǎn)生的電桿斷裂、導(dǎo)線崩斷風(fēng)險及安全距離的要求，應(yīng)將10kV同桿雙回線路兩回線路之間的距離支撐開，方便電桿從導(dǎo)線上方放入。目前常規(guī)做法是由工作人員在帶電作業(yè)車上將同桿雙回線路每一回的相線用絕緣護套材料包裹，再由地面人員在地面上安裝錨樁，然后將絕緣繩系在每一相相線上后固定在地面錨樁上（如圖1所示）。用此種方式作業(yè)時，需要預(yù)先考慮導(dǎo)線的水平應(yīng)力、弧垂、每回線路相間距離及錨固后線路的安全距離，通常情況下需要2名工作人員在帶電作業(yè)車上作業(yè)，2～3名工作人員在地面作業(yè)，共須打6根拉線、6個錨樁，加上考慮導(dǎo)線力的平衡及安全距離，將10kV同桿雙回線路兩回線路之間的距離支撐開總共需要90min左右，存在費時費力及人手眾多情況，而且線路在拉線牽引過程中存在安全距離不可控，存在相間短路風(fēng)險，對人身及設(shè)備安全造成傷害。

圖1 每根相線絕緣包裹打拉線

2 目標(biāo)設(shè)定

找到一種新的10kV線路（同桿雙回）帶電立桿作業(yè)方法，減少作業(yè)人員，縮短作業(yè)時間，并滿足GB50061—2010《66kV及以下架空電力線路設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)10kV及以下多回桿塔和不同電壓等級架設(shè)的桿塔橫擔(dān)間最小垂直距離，以確保新型帶電作業(yè)法滿足線間安全距離要求。具體為：

將10kV線路（同桿雙回）帶電立桿導(dǎo)線支撐工作由以往的4～5人減少至2人。將原有的作業(yè)時間由90min減少至30min以內(nèi)。檔距在40～50m情況下，10kV線路（同桿雙回）導(dǎo)線支撐后，導(dǎo)線最小線間距離滿足0.60～0.65m。

3 方案的選擇

為確保目標(biāo)的實現(xiàn)，QC小組確定了2種方案。

第1種為直桿支撐便攜式：將整個導(dǎo)線支撐架以液壓系統(tǒng)或氣壓系統(tǒng)為驅(qū)動部分，驅(qū)動部件左右兩邊連接有含內(nèi)外管的絕緣伸縮管，伸縮管內(nèi)含有不銹鋼絲桿推動內(nèi)套管運動，實現(xiàn)內(nèi)外管的伸縮，但確保不銹鋼絲桿與內(nèi)、外管之間的絕緣滿足要求，且不銹鋼絲桿頂端與外管頂端間保持有足夠的絕緣長度，并使左右兩部分實現(xiàn)同步支撐、收縮，同時，收縮后的支撐架在1600mm左右，以方便運輸及保證兩回線路之間的安全距離，并盡量減小機架的尺寸和重量。絕緣伸縮管的另一端連接有導(dǎo)線支撐部分，該導(dǎo)線支撐部分為在一強度足夠的絕緣條上設(shè)置有3個相間距離≥600mm的絕緣掛鉤，通過掛鉤使同桿雙回的每一回10kV線路相間安全距離足夠。

第2種為平行四邊形支撐便攜式：將整個導(dǎo)線支撐架以機械系統(tǒng)為驅(qū)動部分，驅(qū)動部件左右兩邊連接有平行四邊形的支撐架，通過平行四邊形支撐架的收縮、擴張使左右兩個部分實現(xiàn)同步支撐、收縮，同時，確保收縮后的支撐架在1300mm左右，以方便運輸及保證兩回線路之間的安全距離，并盡量減小機架的尺寸和重量。絕緣伸縮管的另一端連接有導(dǎo)線支撐部分，該導(dǎo)線支撐部分為在一強度足夠的絕緣條上設(shè)置有3個相間距離≥600mm的絕緣掛鉤，通過掛鉤使同桿雙回的每一回10kV線路相間安全距離足夠。

第1種方案是通過伸縮桿伸縮來推動絕緣條，使同桿雙回的10kV線路支撐開，便于電桿從擴大后的兩回10kV線路中間放入。但是伸縮桿在支撐、收縮過程中，傳動機構(gòu)傳遞給支撐架的力及10kV同桿雙回線路導(dǎo)線對支撐架的力均作用于直桿上，多次操作后，直線桿在支撐、收縮過程中由于長度變化，使二者的作用力合力不能穩(wěn)定保持在直桿中軸線上，動力部分與直桿連接處連接不穩(wěn)固，容易對直桿造成損壞，直桿外管、內(nèi)管出現(xiàn)松動，且不銹鋼絲杠會出現(xiàn)變形，可靠性低，液壓系統(tǒng)及氣壓系統(tǒng)維護要求高，一旦損壞更換麻煩，且氣壓系統(tǒng)運動平穩(wěn)性差、沖擊大。

第2種方案該傳動部件通過平行四邊形的框架推動絕緣條，使同桿雙回的10kV線路支撐開，支撐、收縮過程中，傳遞給支撐架的力及10kV同桿雙回線路導(dǎo)線對支撐架的力通過可活動的平行四邊形，均能保持支撐架的穩(wěn)定性，力的傳遞在平行四邊形支撐下形成的合力能保持在支撐架的中軸線上，可靠性較高，經(jīng)多次使用后支撐架平行四邊形連接無變形，動力部分與平行四邊形連接穩(wěn)固，且該機械傳動系統(tǒng)便于制作和維護。

2種方案均可以使用絕緣擋板或EP環(huán)氧樹脂棒材料，絕緣擋板垂直層向彎曲強度≥120MPa；垂直層向壓縮強度≥250MPa；拉伸強度≥100MPa；體積電阻1010～1011Ωm，EP環(huán)氧樹脂棒垂直層向彎曲強度120～140MPa；垂直層向壓縮強度≥250MPa；拉伸強度≥110MPa；體積電阻109～1013Ωm，在使用相同的絕緣材料情況下，第2種方案結(jié)構(gòu)、形式經(jīng)濟型、維護保養(yǎng)及攜帶進入帶電作業(yè)車斗內(nèi)均有較大優(yōu)勢。因此，QC小組人員一致同意采用該方案。如圖2所示。

圖2 導(dǎo)線支撐架結(jié)構(gòu)圖

該方案原理：結(jié)合車載千斤頂原理，制造一個包含上、下支架的類似于千斤頂?shù)臋C械驅(qū)動系統(tǒng)可用手持電鉆配上相應(yīng)尺寸的套筒，卡住鋼絲桿一端的螺帽，通過鋼絲桿推動驅(qū)動部件上、下支架伸縮運動，進而帶動連接上、下支架的平行四邊形框架伸、縮。利用16塊250mm×40mm×10mm絕緣條形成平行四邊形構(gòu)架，并根據(jù)平行四邊形的不穩(wěn)定性、2條對邊總是平行且相等的特性、拉伸和壓縮的時候不會變成別的形狀以及力的平行四邊形法則特點，保證平行四邊形框架的伸縮穩(wěn)定性。

同時，在絕緣支撐條上按650mm安全距離安裝3個掛鉤，用于承載每回10kV線路三相導(dǎo)線重量，并保證線間安全距離；在支撐條背部用絕緣條制作450mm×70mm×40mm卡槽1個，卡槽上預(yù)留420mm×10mm長孔，用于傳動部分不銹鋼支撐片上的滑輪進入卡槽長孔，卡槽下方安裝1個限位銷確保傳動部分不銹鋼支撐片上的滑輪不會脫出卡槽長孔，且不銹鋼支撐片能形成約120°夾角，有足夠的張力支撐導(dǎo)線固定支撐條。如圖3所示。

圖3 絕緣支撐條結(jié)構(gòu)圖

其次，該支撐架驅(qū)動部件、2個傳動部件及2個導(dǎo)線固定支撐部件可以進行現(xiàn)場組裝，由作業(yè)人員放入帶電作業(yè)車斗臂內(nèi)，當(dāng)帶電作業(yè)車斗臂升至作業(yè)位置時，2人即可將各部件進行現(xiàn)場組裝，組裝完成后該支撐架壓縮狀態(tài)能滿足兩回10kV線路的線間安全距離，每回10kV線路各相通過掛鉤及壓舌板，能保障相間安全距離足夠。

在試制階段，經(jīng)過反復(fù)研究，針對原來采用絕緣材料制作驅(qū)動系統(tǒng)上、下支架機械強度不足、掛鉤壓舌板無閉鎖功能、人機工效進行了細致完善使新工具具有更加良好的操作體驗，并有效提升作業(yè)效率。

4 制定對策及實施

方案確定后，QC小組制定了對策實施計劃，經(jīng)過1年的技術(shù)改進，先后完成樣品試制、成品荷重試驗、受力分析、現(xiàn)場驗證工作，并按照10kV絕緣安全工器具交流耐壓試驗要求，按0.7m長度施加45kV工頻電壓，持續(xù)1min進行耐壓試驗支撐架無損壞，試驗結(jié)果合格，符合方案中對其絕緣性能的判斷，在實際工作中得到了推廣運用。

5 確認效果

作業(yè)人員方面。使用傳統(tǒng)的帶電作業(yè)立桿方式，需要2名工作人員在帶電作業(yè)車上作業(yè)，由帶電作業(yè)人員絕緣包裹好導(dǎo)線，打好絕緣拉繩后，再由2～3名工作人員在地面作業(yè)，需要4～5名作業(yè)人員才能開展該項工作。使用新技術(shù)后，只需2名工作人員在帶電作業(yè)車斗內(nèi)將新工具拼接后便可以使用，大大減少了工作人員數(shù)量和工作量。

作業(yè)材料方面。傳統(tǒng)方式需要將兩回10kV線路共6根導(dǎo)線進行絕緣包裹，并須打6根拉線，6個錨樁。使用新技術(shù)后，由于絕緣支撐條本身已經(jīng)是絕緣體，且各掛鉤之間的安全距離滿足絕緣要求，掛鉤上還設(shè)置有壓舌板，可有效避免導(dǎo)線脫出，因此新技術(shù)可減少作業(yè)材料的準(zhǔn)備和使用。

工作時間方面。傳統(tǒng)方式算上絕緣包裹、打拉線時間，需要90min左右。使用新技術(shù)后，從帶電作業(yè)人員在高空斗內(nèi)組裝新工具開始計時，到工作人員使用現(xiàn)有的手持電鉆推動新工具的伸展，以達到帶電作業(yè)立桿所須的安全距離作業(yè)時間減少至25min以內(nèi)。

提升供電可靠性方面。按2020年帶電立桿次數(shù)6次，涉及停電用戶公變42臺，專變163臺，每臺變壓器容量為160kVA，變壓器效率為40%，停電時間37h計算，使用傳統(tǒng)方式下，影響停電時戶數(shù)：（42+163）×37=7585h·戶，損失供電量：7585×160×40%=485440kWh，使用新技術(shù)后，按帶電作業(yè)立桿前、后各節(jié)省1h計算，停電時間減少了12h，影響停電時戶數(shù)為5125h.戶，損失供電量為328000?？啥喙┕╇娏繛?57440kWh，有效提升了供電可靠性。