关键词：500kV输电线路；带电作业；首末端绝缘子；更换工具
0 引言
输电线路带电作业作为一种不停电的检修作业，具有减少停电时间，提高作业效率和系统稳定性，能及时消除设备缺陷等特点，广泛运用于各电压等级输电线路检修维护工作。500kV输电线路带电作业主要项目有带电更换自爆绝缘子、带电修补导地线、带电处理导地线异物、带电检修悬垂或耐张金具、带电更换防震锤、间隔棒、带电检修跳线引流板等。其中，带电更换耐张塔自爆绝缘子是带电检修作业中常见也是重要的操作项目。
近年带电作业中，带电更换首末端耐张自爆绝缘子的作业时间较长，作业效率低，使用的作业工器具笨重，通用性较差，在加大作业人员的劳动强度的同时,也增加了带电作业的安全风险。因此，对带电更换耐张绝缘子串首末端自爆绝缘子相关作业方法和工器具进行优化研究，对于提高500kV输电线路安全可靠运行水平，具有现实意义和社会经济价值。
1 传统作业方法研究
参考《输电线路带电作业》《带电作业操作方法（第一分册）输电线路》等相关文献，带电更换500kV输电线路耐张绝缘子方法主要包括托瓶架法、翼型卡具法、闭式卡具法等方法，针对首末耐张绝缘子，一般采用托瓶架法和翼型卡具法。为更好的分析传统带电作业方法的原理，我们对耐张绝缘子串的结构、所受电场分布和作业工器具情况进行细致研究。
1.1 耐张绝缘子串结构分析
输电线路主要由导线、地线、绝缘子、线路金具、杆塔、基础和其他附属设施等部分组成。绝缘子用于支持和悬挂导线和地线，保证导线与杆塔之间的绝缘性。因此，绝缘子具有一定的机械性能和绝缘性能。
图1 耐张杆塔的绝缘子结构
从图中我们可以看出，导线侧首片绝缘子一侧与连接导线的金具连接，一侧与其他耐张绝缘子连接，所处位置比较特殊，是导电性和绝缘性的交叉处，所承接的分布电场最大。
1.2 带电更换耐张绝缘子工器具分析
传统带电作业中，常常使用托瓶架法、翼型卡具法更换首末端耐张自爆绝缘子。
（1）托瓶架架法
500kV输电线路导线型号一般为LGJ-630/45，耐张绝缘子一般有27—32片，每片长度为170—205mm，耐张绝缘子串总长为5440mm—5740mm。使用托瓶架法进行带电更换时，所使用的托瓶架和绝缘拉杆长度要与耐张绝缘子串长度相当，长度达6m左右，托瓶架由聚合纤维制造，总重量达到30kg—40kg，由于托瓶架长度长，重量大，在带电作业中，操作相当不便，对作业人员体力消耗大。
图2 绝缘托瓶架
（2）翼型卡具法
翼型卡具主要安装在联板上，是目前较为轻便的更换工具，但是由于安装位置限制，在安装时，需要拆除导线侧均压环，更换完成后，需要重新安装均压环，增加了作业步骤和作业时间。
图3 翼型卡具法更换绝缘子
2 新工具新方法探究
通过对传统带电更换首末端绝缘子作业方法的分析研究，要想减少带电作业时间，提高带电作业效率，需要对现有带电作业方法进行改进和创新。从上述的分析可以看出，作业工器具在作业中对带电作业进程有较大的阻碍，是妨碍带电作业顺畅开展的困难点，因此，对带电作业工器具改进，对提高带电作业效率和质量具有重要意义。
2.1 新工器具作业位置分析
工器具的创新需要根据作业对象结构进行分析研究，根据耐张绝缘子串的结构分析，我们可以发现，在导线侧连接金具中，联板占有重要地位，其一，联板主要连接耐张绝缘子和导线，其机械性能高，承力大；其二，联板处于耐张绝缘子导线侧连接端，与首片耐张绝缘子距离较近。
图4 联板结构图
从图中可以看出联板为等腰三角形结构，在运行线路中，顶端连接耐张绝缘子，后两点连接导线，垂直于地面连接。借助联板等腰三角形原理，在两侧等边线上加装一块与导线平行的金属卡，就可以很好的模拟翼型卡具的前卡受力点，并且该位置为一处对称的横向受力点，符合丝杆及绝缘子卡具组合受力要求。
图5 联板受力模拟图
3 带电作业新方法安全性评估
3.1 安全距离验证
根据《国家电网公司安全工作规程》规定 ，带电作业应满足一下要求。
（1）安全距离要求。500kV杆塔上作业人员与带电体必须保持3.2m（工作杆塔海拔均小于500米）及以上的安全距离，绝缘绳索最小有效绝缘长度必须保持3.7m及以上，等电位电工进入强电场过程中人员与接地体和带电体的组合间隙不得小于3.9米。
（2）最少绝缘子片数要求。沿耐张串进入等电位及在更换单片绝缘子作业时，考虑绝缘子短接后，应保持良好绝缘子片数不小于23片。
（3）组合间隙距离要求。500kV作业最小组合间隙不得小于3.9m。
嘉兴地区500kV输电线路导线型号一般为LGJ-630/45，耐张绝缘子一般有27—32片，每片长度为170—205mm，耐张绝缘子串总长为5440mm—5740mm。扣除自爆绝缘子1片及需要作业占用位置2—3片，在安全距离、有效绝缘子片数、安全组合间隙等方面满足带电作业安全要求。
参考文献：
[1] 胡毅. 刘凯. 超/特高压交直流输电线路带电作业[M]. 北京: 中国电力出版社, 2011.12
[2] 国家电网公司.带电作业操作方法第1分册输电线路[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.
[3] 国家电网公司安全工作规程（线路部分）
[4] 肖春伟，孙君录. 带电更换高压输电线路耐张绝缘子方法探讨[J]. 郑州：河南电力，2014
[5] 闫大伟，汪勇军，齐辉. 500kV四联耐张绝缘子串首末片绝缘子更换工具的研制[J]，2014
[6] 高森，宋晓东，乔耀华. 浅谈500 kV郓泰Ⅱ线紧凑型直线塔带电作业[A].山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C]，2007
[7] 邢文. 特高压交流输电线路耐张绝缘子串的带电更换方法研究[D].
作者简介：
崔建琦（1987－），男，重庆万州，工程师，从事输电线路带电检修。
唐夏明（1981－），男，浙江嘉兴，工程师，从事输电线路带电检修。
陈 宇（1982－），男，浙江嘉兴，工程师，从事输电线路带电检修。
杨 鹤（1986－），男，吉林长春，工程师，从事输电线路带电检修。
张艺川（1992－），男，吉林吉林，助理工程师，从事输电线路带电检修。
马晴华（1992－），男，江苏苏州，助理工程师，从事输电线路带电检修。
论文作者:崔建琦
论文发表刊物:《中国电业》2019年17期
论文发表时间:2019/12/11
标签：作业论文; 绝缘子论文; 线路论文; 导线论文; 卡具论文; 方法论文; 器具论文; 《中国电业》2019年17期论文;