摘要：架空输电线路导线在长期运行过程中受到一些微风震动或是其他外力因素的影响，很容易造成输电线路直线杆塔悬垂线夹U型螺栓的松动或是脱落。U型螺栓的松动或是脱落会加剧导线与线夹的摩擦，进而造成导线磨损或是断股，严重情况下可能引发断线，导致输电线路停运。针对目前输电线路悬垂线夹U型螺栓松动或是脱落后紧固、加装工作的薄弱，研制了新型的紧固、加装工具。该工具轻巧灵活、操作简单，不受杆塔形式和导线相别的限制，采用地电位作业法高效实现了输电线路悬垂线夹U型螺栓的带电紧固、加装，提高了带电作业效率。
关键词：架空输电线路；悬垂线夹U型螺栓；地电位；紧固；加装
1.输电线路悬垂线夹U型螺栓松动、脱落的原因和危害
目前，输电线路中使用的直线杆塔悬垂线夹大多为船型线夹。使用中的悬垂线夹正常情况下主要承受导线的垂直负荷、风载及导线与接触面上的摩擦力[1]。
架空输电线路在各种自然环境的长期运行中，尤其是微风作用的影响下，导线很容易发生震动，造成悬垂线夹U型螺栓的松动、螺栓螺帽的脱落。当导线在悬垂线夹内失去握着力时，受到自然环境的影响，会加剧导线与线夹的摩擦、碰撞，同时还会在线夹两侧导线张力不平衡下造成滑动，损伤导线，极易造成断股，严重情况下可能引发断线，导致输电线路停运[2]。
2.现有处理方法的局限性
目前，我们常用的处理方法有停电检修或是等电位处理。停电检修虽然简单有效，但由于很多线路承担着重要的电力输送，停电申请困难；等电位处理也有很大的局限性，一些同塔多回线路的上、中两相以及紧凑型杆塔的中相都很难满足等电位作业的安全距离条件，因此，还是只能开展停电检修。这两种方法都具有很大的作业条件限制，很难及时有效的处理悬垂线夹U型螺栓的松动、脱落，保证输电线路的安全可靠地运行。
基于以上原因，研制出一种可以地电位作业带电紧固各种塔型和相别悬垂线夹U型螺栓松动、脱落的工具有着非常重要的意义。
3.设计方案和结构说明
3.1设计要求
（1）能够满足35kV～220kV电压等级线路M12～M24不同规格的螺栓。
（2）能够地电位紧固和补装大部分直线杆型、不同相别悬垂线夹的U型螺栓。
（3）工具设计简单易实施，实际工作操作轻便灵活，能够满足不同电压等级下安全距离的要求。
3.2设计方案
输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓的工具主要由特制套筒、16-19四用棘轮扳手、绝缘操作杆以及相应组件连接头组成。通过绝缘操作杆尾部的操作带动操作杆前端紧固装置的运作。针对U型螺栓螺母、平垫以及弹簧垫脱落的情况，工具特制的套筒能够存放螺栓、弹簧垫以及平垫。操作人员可以远距离、地电位解决悬垂线夹U型螺栓带电紧固和补装的工作。
架空输电线路同塔多回线路的上、中两相以及单回线路的中相在悬垂线夹所处的杆塔环境和螺栓的可观察方向具有相似性，同塔多回线路的下相和单回线路的左、右两个边相所处的杆塔环境和可观察方向也具有相似性，工具针对不同杆塔类型和作业环境设计了不同的两种装置。
两种装置的专用套筒工作原理一致，设计方案互通。专用套筒规格与输电线路直线杆塔悬垂线夹的螺栓相匹配，可同时放置需要补装的螺母和弹簧垫、平垫，如图 1 所示。
图1 专用套筒示意图及剖面图
专用套筒主要用于存放螺母、弹簧垫以及平垫。根据悬垂线夹U型螺栓的型号，专用套筒具有多种规格，满足不同型号悬垂线夹U型螺栓的紧固和加装。在专用套筒剖面示意图中，从上到下依次为弹片、平垫存储仓、螺帽存储仓，弹簧片、平垫存储仓为圆柱形空间，螺帽存储仓为六角柱形空间。同时，专用套筒下端设计有圆柱形插销孔，套筒与各连接头连接时，通过不锈钢圆柱插销销钉进行固定，不锈钢圆柱插销销钉通过圆形销钉胶圈进行保险，可以保证操作过程中专用套筒不会从接头上端脱落。
3.3结构说明
装置1主要用于紧固和补装同塔多回架空输电线路的上、中两相以及单回线路中相悬垂线夹的U型螺栓。该工具由专用套筒、可接续绝缘操作杆、16-19四用棘轮扳手、以及各组件连接头组成。整体示意图如图2所示。
1—专用套筒；2—套筒-绝缘操作杆连接头；3—可接续绝缘操作杆；4—四用棘轮扳-绝缘操作杆连接头；5—四用棘轮扳手；6—紧固螺栓
图2 装置1示意图
装置1在实际现场操作时，操作人员位于悬垂线夹正下方，通过转动操作杆完成操作目标，当操作人员徒手扭动操作杆达不到紧固螺栓的效果时，可以通过转动棘轮扳手来增大力矩达到紧固螺栓的目的。
装置2主要用于紧固和补装同塔多回架空输电线路的下相以及单回线路的左、右两个边相悬垂线夹的U型螺栓。该工具由专用套筒、16-19四用棘轮扳手、可接续式绝缘操作杆、以及各部件连接头组成。整体示意图如图3所示。
1—专用套筒；3—可接续绝缘操作杆；5—四用棘轮扳手；7—四用棘轮扳-套筒连接头；8—紧固螺帽；9—四用棘轮扳-绝缘操作杆连接头；
图3 装置2示意图
使用该装置时操作人员可与悬垂线夹保持平齐位置，通过推动操作杆的往复运动带动棘轮扳手以及前端套筒的工作，以达到地电位紧固和加装U型螺栓的目的。使用装置2进行作业时，绝缘操作杆接续长度较大时，可在杆塔横担合适位置进行配合作业，通过绝缘吊绳或是其它支撑工具为绝缘操作杆提供支撑点，保证装置2操作的稳定性。输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓工具为一套组合工具，由装置1和装置2两种组成。两种装置的可接续式绝缘操作杆、四用棘轮扳手以及特制套筒部分是共用的，根据所需工作环境和工作需选择不同的连接组件可组装成装置1或装置2。
4.工具特性
（1）输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓工具利用现有的工器具进行创新和改进，成本小，易加工，成效显著。
（2）输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓工具能够地电位远距离紧固补装悬垂线夹U型螺栓，避免线路停电。
（3）该工具的特制套筒具有多种规格，能紧固和补装35 kV～220 kV电压等级M12～M24型号的U型螺栓，同时特制的套筒可以存放螺母、弹簧垫、平垫，使补装和紧固工作一次性完成。
（4）通过选择装置1和装置2，可以满足操作人员在多个角度进行工作。
（5）绝缘操作杆可接续，能够满足不同电压等级下安全距离的要求。
（6）输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓工具还可用来地电位紧固线路上其它位置的螺栓，为带电作业提供更高的作业效率。
5.结论
输电线路带电紧固、加装悬垂线夹U型螺栓工具在处理各种塔型和相别的直线悬垂线U型夹螺栓松动、脱落这个工作上有着很好的实用性。该工具操作简单、省时省力，适用范围广，实现了地电位带电紧固悬垂线夹U型螺栓，简化了作业流程，大大缩短了消缺处理时间，避免架空输电线路停电运行，保证了供电的可靠性，促进了带电作业检修的发展，对保证输电线路安全可靠运行有着很好的经济效益。
参考文献：
[1]吕占杰，王进，吴章勤，等．输电线路悬垂线夹故障诊断及预防措施[C]．物联网与电力新技术—2O14年云南电力技术论坛论文集，2014：136-139．
[2]刘庆丰．输电线路不平衡张力分析和计算[J]．电力自动化设备，2006，26（1）：93—94．
作者简介：
王凡（1989），男，本科，助理工程师，云南电网有限责任公司红河供电局，主要从事主网带电作业工作.
论文作者:王凡,郭建来,龙江红
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/18
标签：螺栓论文; 紧固论文; 套筒论文; 线路论文; 操作论文; 棘轮论文; 作业论文; 《电力设备》2017年第24期论文;