（国网浙江省电力公司检修分公司 杭州 311232）
摘要：在建设特高压交流线路时，还应加强带电更换绝缘子卡具的设计，以满足线路的带电作业需要。基于这种认识，本文对1000kV交流线路的带电更换直线V型绝缘子卡具的设计问题展开了探讨，而该种卡具可用于进行导线端第一片绝缘子的更换，能够有效提高带电作业效率。
关键词：特高压交流线路；带电更换绝缘子；卡具；设计
引言：在输电线路检修工作中，带电作业是重要的内容。而特高压交流线路拥有特殊线路结构，无法对500kV以下线路带电检修作业机具进行直接应用，所以还应完成专用机具设计，从而使线路带电作业效率得到有效提高。结合1000kV特高压交流线路的特点，相关人员还应加强特高压交流线路带电更换绝缘子卡具的设计，以便更好的开展线路维护工作。
1特高压交流线路带电更换绝缘子的作业流程分析
特高压交流线路带电更换绝缘子是一种带电作业，需要在特高压线路上进行带电检修、维护和绝缘子更换。目前，主要可以采用的带电作业方式包含地电位、中间电位和等电位带电作业，作业人员应在安全距离范围内。而在特高压交流线路上开展带电作业时，还要采用等电位作业法，即作业人员需穿着专用屏蔽服，并使用绝缘软梯或绝缘吊篮从导线端面或塔侧进出等电位[1]。为确保作业人员生命安全，需禁止顺绝缘子串垂直进出电场，并禁止用裸露身体部位接触导电体。在转移电位时，可使用电位转移棒。
2特高压交流线路带电更换绝缘子卡具的设计
2.1设计需求
在某段1000kV交流线路中，部分重冰区使用瓷质绝缘子。按照荷载进行划分，该段线路使用的绝缘子主要有四类，除300kN的瓷质绝缘子为钟罩形结构，其余均为三伞形结构。目前，这些绝缘子主要用在20mm和30mm重冰区的直线塔上，导线端绝缘子片需要利用闭式卡+端部卡的方式进行更换。由于绝缘子数量较多，并且受绝缘串扰度影响，通常需使用两端闭式卡+液压丝杠的方法进行中间部分绝缘子更换，并使用端部卡加闭式卡+丝杠/拉板的方法进行靠近导线端的第一片绝缘子的更换。而瓷质绝缘子的重量较大，采取端部卡加闭式卡+丝杠/拉板的方法更换第一片绝缘子会消耗工作人员的大量体力，从而影响带电更换绝缘子的效率。因此，还需进行现有操作方法的改进，即通过设计新型专用卡具提高线路带电作业效率。
2.2卡具结构
结合1000kV交流线路的绝缘子结构特点，还应完成新型端部卡具的设计。而该线路直线塔上使用的瓷质绝缘子均为绝缘子V型串，主要有三种，分别为单串悬式、双串单联板和双串双联板。首先，针对第一类绝缘子串，想要进行靠近导线端的第一片绝缘子的更换，受力点应为U型环突起部分，所以可以在调整板的该位置完成“上卡U型卡”的卡具设计。卡具结构与翼型卡具结构类似，但中间部分为U型环结构，能够用于卡在U型环上。而想要进行导线端的绝缘子更换，还应进行“V单型卡”卡具设计。该卡具具有较强通用性，能够利用“嘴含食”方式受力。其次，针对双串单联板类型的绝缘子串，可以使用弯板卡进行两端绝缘子的更换。该种卡具有弯刀的形状，其“刀”能够与直角挂板连接，“刀柄”能够与接头连接。根据线路设计图纸可知，导线端装有直角挂板金具。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在联板上，可以结合联板结构特点进行弯板卡的设计，从而选择受力点。最后，针对双串双联板类型的绝缘子，可以使用弯板卡进行导线端绝缘子更换，并使用翻版L型卡进行导线端绝缘子更换[2]。而翻版L型卡是一种在直角挂板上设计的专用卡具，卡具形状像“L”，能够在螺帽上固定，并且长臂能够打开，用于连接接头，短臂则用于连接直角挂板。
2.3关键技术
2.3.1卡具尺寸的确定
在实际进行卡具设计时，需要结合绝缘子最大瓷裙盘径确定卡具宽度尺寸，即卡具长度为最大瓷裙盘径与丝杆最大外径及2倍间隙之和。根据实际测量结果可知，瓷裙最大盘径为330mm，丝杆最大外径为110mm，间隙为20mm，所以计算可得闭式卡具宽度为480mm。“V”型串卡具的长度尺寸则需根据闭式卡具宽度尺寸确定，应为480mm。
2.3.2卡具材料的选择
使用卡具进行绝缘子更换，除了进行卡具结构的优化，还要做好工具材料选择，以确保卡具有较高强度，能在带电作业中可靠工作。而相较于超高压线路，特高压交流线路绝缘子需要承担较大的拉力，所以应完成质量轻和强度高的材料选择。对铝合金、合金钢和钛合金三种常用材料进行比较可以发现，LC4铝合金、40Cr合金钢和TC4钛合金的抗拉强度分别为490、980、902MPa，屈服强度分别为412、780、824MPa，比重分别为2.85、8.10、4.55kg/dm。所以从总体上来看，三种材料均有较高机械强度[3]。而铝合金虽然较轻，但是力学性能相对要差一些。利用该种材料进行卡具制作，需要较大作业空间，无法满足作业狭小间隙的形成需求。而合金钢比重较大，容易给作业人员带来负担。因此相比较而言，钛合金强度较强，并且比重要比合金钢轻，所以可以用于卡具制作。
2.4研制结果
在实际开展带电更换绝缘子作业时，为降低人员安全风险和劳动强度，并提高作业可靠性，采用以塔上吊篮“荡入法”进入等电位。具体来讲，就是先在塔上完成进入电位合适距离的选定，然后要求人员完成全套屏蔽服穿戴，系牢屏蔽面罩，并进入吊篮。在此基础上，利用两根轨迹绳进行2-2滑车组的动滑车组控制，在重力作用下，作业人员将进入等电位，然后利用悬垂联板、直角挂板上方施工孔完成专用卡具安装。将卡具前后卡扣在绝缘子两端铁帽上后，则可以通过收紧丝杠使绝缘子铁帽与卡具连接可靠。确定受力状态良好后，拔出绝缘子碗口插销，然后持续收紧两端丝杠，并直至绝缘子不受力自然下垂。将绝缘子连接部分碗头与碗口脱开卸下后，将绝缘子片绑扎牢固，将需要更换的绝缘子取出，然后利用滑车将更换下的绝缘子放置地面，并将新绝缘子吊制作业位置，然后进行两端碗头碗口连接安装。确认安装合格后，插入插销，将两端丝杠缓慢松开，然后拧开连接螺栓的螺帽[4]。从带电作业情况来看，研制的卡具能够满足规定的各种安全距离，并且确实降低了作业人员的劳动强度，达到了提高作业效率的目的。
结论：随着电力事业的发展，特高压线路也得到了大量建设。而针对这样的线路进行带电更换绝缘子的卡具设计，则能够使特高压带电作业得以顺利开展，从而使线路的安全运行得到保障。因此，相信本文对1000kV特高压交流线路带电更换直流V型绝缘子串导线端绝缘子片卡具的设计问题展开的探讨，可以使该种线路的供电可靠性得到更多保证。
参考文献：
[1]林政国,武明,齐东.带电更换±800kV特高压直流线路V型单串复合绝缘子的方法及其工器具研发[J].湖北电力,2016,04:36-41.
[2]雷兴列,曹明德,梁育彬等.1000kV耐张绝缘子串单片绝缘子的带电更换技术[J].电力建设,2015,02:91-95.
[3]王明,杨莹,林月峰等.带电更换±800kV直线塔双联“V”串合成绝缘子现场操作方法研究[J].湖北电力,2015,04:40-44.
[4]曹明德,梁育彬,牛彪等.±800kV直流特高压线路带电作业专用工具研究[J].电力科学与技术学报,2015,03:126-130.
论文作者:王述汉,谭益民,罗绍青,付军,钟素鹏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/18
标签：绝缘子论文; 卡具论文; 作业论文; 线路论文; 导线论文; 电位论文; 特高压论文; 《电力设备》2016年第22期论文;