（云南电网有限公司曲靖供电局输电管理所 云南曲靖 655000）
摘要：当前进行220kV停电分组更换直线V型绝缘子工作一般采用3-6T葫芦进行更换，作业所需工器具和作业人员多，作业步骤繁琐、费力，作业时间长，作业效率不高，安全风险较大。本文根据直线V型绝缘子串的金具组装形式和受力特征，结合现有的作业方法，对停电更换220kV直线V型绝缘子串通用组合工具的研制进行了探索。
关键词：220kV；V型绝缘子串；通用组合工具；研制
Abstract：The 220kV packet outage replacement of V insulator work with 3-6T hoist replacement, operation needed equipment and operating personnel, operation is tedious and laborious, long operation time, operation efficiency is not high, greater security risk. And according to the stress characteristics of linear fittings insulators for V assembly form, combined with the existing methods of operation, has carried on the exploration to the development of power replacement 220kV V universal linear combination tool of insulator string.
Key word: 220kV; V insulator string; general assembly tool; development
0 引言
220kV架空输电线路绝缘子因零值、低值或雷击所产生的绝缘子自爆缺陷是目前220kV架空输电线路电气部分最为常见的一种表现形式。损坏后的绝缘子，如不及时更换，将会造成相邻良好绝缘子分布电压增大，影响线路安全稳定运行。
近年来，随着电网的快速发展，在运行的220kV输电线路越来越多，但是随之而来的线路绝缘子故障也在不断增多，线路部门的运行维护压力在不断增大。当绝缘子破损时，为确保输电线路快速供电，缩短停电时间，提高服务质量，这就对检修工作提出了更高的要求。显然，传统的更换工具和作业方法已经无法适应新的工作要求。因此，有必要针对V型直线绝缘子串的更换研制相应的组合工具和新的作业方法。
1 背景现状
220kV架空输电线路直线塔与耐张塔数量占比约为7:1，因此零值、低值或雷击所产生的绝缘子自爆带来的大量绝缘子更换工作是在直线塔上完成的。而当前停电进行220kV停电分组更换直线V型绝缘子更换工作一般采用3-6T葫芦进行更换，作业所需工器具和作业人员多，作业步骤繁琐、费力，作业时间长，作业效率不高，安全风险较大。
目前随着科学技术的迅速发展，纵观国内外先进的停电检修作业方法，但几乎没有针对220kV直线绝缘子进行停电检修作业法直接更换的工器具和作业方法，无法满足更换作业所需要的既保证人员和设备安全，又能方便作业人员便捷、省力的开展工作，没有成熟的产品出现，国外研究机构对此的研究尚未有突破性的进展。
本文充分考虑停电作业过程中绝缘子片数以及规格型号不统一的问题，在现实条件下进行反复试验验证，最终实现220kV停电分组更换直线V型绝缘子串通用组合工具及作业方法，从而显著降低作业复杂程度，降低人员劳动强度，降低作业人员的安全风险，提高作业效率和线路可靠性。
2 停电更换220kV直线V型绝缘子串的问题分析
2.1 220kV直线V型绝缘子串受力分析
220kV直线V型绝缘子串金具组装型式如图1所示，由两串同型号、同等长度的绝缘子串与横担构成一个等腰的倒三角。对绝缘子串进行受力分析，如图2所示，运行中由两串绝缘子的拉力F1、F2的合力F3与导线和金具的向下的力F平衡，其中F1=F2。
该方式主要存在以下的问题 ，一是由于绝缘子有一定的自重，当负荷被转移，绝缘子串处于松弛状态时，由于自重的存在，绝缘子将会出现下坠，使绝缘子球头与弯头的连接发生错位，如图3所示，这将使作业人员拆卸绝缘子串造成较大困难，同时增加了作业风险；二是分组更换绝缘子串时，当拆卸完其中一串绝缘子后，由于受力不平衡，这将迫使导线往未拆卸一侧偏移，所以必须在拆卸前在被拆卸一侧横担处通过滑轮给导线一个水平的力，让拆卸后导线任处于平衡，这就增加了作业工器具的数量。
3 通用组合工具研制规划
3.1 通用组合工具研制思路
根据V型绝缘子的受力特点，针对传统作业工器具及作业方法存在的问题确定了研制思路，即采用220kV直线横担卡安装在垂直受力横档适当部位、铝合金带爬梯承力拉棒可供人员上下攀爬进入导线端、新型双线通用吊钩（或新型导线联板弧型钩头卡）、起重承力丝杆（有施工眼位可直接安装以替代直线横担卡）组成垂直主承力工具；配合新型承力托瓶架可供人员进出分组更换绝缘子、新型双线通用吊钩（或新型导线联板弧型钩头卡）、起重承力丝杆安装在铁塔施工眼位、组成斜拉辅助承力工具进行绝缘子分组更换。
4 通用组合工具及作业方法简述
1）多功能铝合金双分裂导线垂直、水平吊钩的研制
220kV输电线路的导线主要有单导线和双分裂导线两种，双分裂导线又分为垂直排列和水平排列2种，针对分裂导线的不同分裂型式分别研制了多功能铝合金双分裂导线垂直、水平吊钩，分别如图4、图5所示，它是更换绝缘子的绝佳导线工具，其结构简单，安装方便，承载力强，并且具备闭锁功能，在更换绝缘子检修作业中广泛应用于导线与工器具的连接。
2）多功能横档卡研制（含3T省力丝杆）
多功能横档卡研制（含3T省力丝杆）如图6所示，是使用通用组合工具更换绝缘子的重要组成部分，其作用是连接工具两端，并通过收紧丝杆，转移被更换绝缘子上的荷载到工具及丝杆上，从而完成绝缘子的更换，其主要要求高效、省力、装拆方便。
传统丝杆多为螺纹式，采用高强度钢材制成，其强度高，安全性好。但由于需要承受较大的线路垂直荷载，在使用过程存在以下弊端：丝杆重量较大，安装费力；螺纹式结构，无助力装置，在收紧及放松丝杆转移荷载时，需要耗费作业人员较多体力；采用摇柄往复运动收紧丝杆，在空间受限的条件下难以操作。新型省力丝杆的工作负荷定为3T，材质为高强度合金材料，加工工艺为锻造，表面防腐处理为重铬酸钾表面阳极化。安全系数为2.5倍。该丝杆操作简单、安装方便，使用起来比较省力，安全系数较高。
3）多功能铝合金带爬梯承力拉棒（1.8m）研制
铝合金带爬梯承力拉棒如图7所示，主要用于横档卡与导线吊钩之间的连接，绝缘子更换时承担导线的垂直负荷，同时也可以作为工作人员从横档进入导线端作业的通道；其次是作为更换绝缘子过程中导线垂直荷重的后备保护装置及措施。设计长度为1.8m，当采用双吊点时（按大跨越档距考虑）需2块承力拉板。
4）多功能铝合金承力拉板（同时实现拉板和托瓶功能）（1.8m）研制
铝合金承力托瓶架主要应用于承担转移导线的斜拉荷重，在托瓶架上配合安装高强度尼龙绳编制的可调节带状铝合金简易挂钩承担绝缘子重量。设计长度为1.8m，按采用双吊点考虑，需2块承力拉板组合使用。
综合上述研究，通用组合工器具如图8所示，其中新型双分裂导线通用吊钩（或新型导线联板弧型卡）采用垂直和斜拉起吊的新方法来进行分组更换完全解决了传统工具和作业方法中存在的问题，受力也随之减小了，安全系数升高了，减少了工器具种类和重量，解决了高山峻岭和边远地区搬运工具难的问题，人机工效随之提高了。
图8 220kV直线V型绝缘子串通用组合工具
5 结论和展望
组合工具用省力丝杆代替传统的葫芦，减轻的工器具的重量，同时减小了作业人员作业时的体力消耗。采用铝合金带爬梯承力拉板（棒）可供人员上下攀爬进入导线端，所以避免了人员由软梯和绝缘子串进入导线端的安全风险。采用新型承力托瓶架可供人员进出分组更换绝缘子，减少了工器具的搬运难度。采用新型双线通用吊钩工器具受力比较合理，提高了作业安全系数。通用组合工具有效解决了传统作业工器具种类繁多、笨重，作业风险大、效率低的问题。
下一步将会通过更多的现场实践来优化和改进通用组合工具的设计，同时优化利用通用组合工具停电更换220kV直线V型绝缘子串的作业方法，进一步简化作业过程，提高作业效率和安全性。
参考文献
[1] 张新方.带电更换220kV“V”串绝缘子技术研究[J].云南电力技术,2010年,38(1):79-83.
[2] 纪建明,郝旭东,智润仓.带电更换500kV“V”形绝缘子串方法及工具的研究[J].电力设备,2005年,6(8):49-51.
[3] 李季群.500kV线路中相V型绝缘子串检修工艺的研究[J].湖北电力,2011年,35(6),74-75.
[4]邵俊楠,李轶, 崔力云, 李涛. 500kV输电线路杆塔Kv值对V型绝缘子串受力影响分[J]. 电力建设 , 2012, 33(9): 25-27
[5] 张靖宇.紧凑型线路V型绝缘子串带电检修[J].云南电力技术,2011年,40(2):61-62.
作者简介
严光强（1969年），男，云南曲靖，高级工/三级助理技能专家，中专学历，输电线路。
石利荣（1969年）男，云南江川，高级技师/三级技能专家，大学学历，输电线路。
李印（1990年），男，云南宣威，助理工程师，本科学历，输电线路。
张杰（1978年），男，云南宣威，工程师,工程硕士，，输电线路运行、检修管理工作。
茹雁峰（1971年），男，云南曲靖，高级工，本科学历，输电线路。
论文作者:严光强,石利荣,李印,张杰,茹雁峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：绝缘子论文; 作业论文; 导线论文; 组合论文; 工具论文; 直线论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第12期论文;