4、500kV紧凑型输电线路带电更换耐张整串绝缘子实践操作探讨

500kV 紧凑型输电线路带电更换 耐张整串绝缘子实践操作探讨 李昌甫 覃平 马志伟 中国南方电网超高压输电公司南宁局 广西南宁 530021 摘摘 要要 通过对 500kV 紧凑型输电线路带电更换耐张整串绝缘子实践操作的探讨 研制出紧凑型线路带电作 业所需工具 选择进入等电位的通道 并制定了一套完整的作业方法 于 2008 年 11 月在 500kV 天广四回罗百 线 551 塔上模拟带电工况 成功完成带电更换紧凑型输电线路耐张整串绝缘子的试验 关键词关键词 500kV 紧凑型线路 带电作业工具 作业通道 关键支点 0 0 引言引言 紧凑型线路技术能够明显提高输电线路自然输送功率 大幅度减小线路走廊宽度 大大减 少林木砍伐 青苗赔偿及房屋拆迁量 改善生态环境 降低工程造价 减少电磁污染 有利于 电磁环境保护 现越来越多运用于南方电网 500kV 骨干网架 但 500kV 紧凑型输电线路带电作 业实践经验还十分匮乏 以 500kV 罗百线为例 其自然输送功率达 130 万 kW 比常规 500kV 输 电线路约提高了 30 若采用带电作业的方式消缺 按每次消缺时间 5 小时计算 减少停电时 间 可创造直接经济效益 325 万元 经济效益明显 且不停电状况下消缺 为提高线路可用率 确保电网安全 稳定运行有很大作用 对网架运行方式的贡献和对经济社会的影响更是不可估 量 1 有关研究结论简要介绍 2004 年 500kV 天广四回罗平至百色段紧凑型线路建设之初 超高压输电公司与武汉高压研 究所完成了题为 500kV 天广四回罗平至百色段紧凑型线路带电作业研究 的科学技术报告 报告中对此条线路带电作业相关数据进行大量科学计算后得出如下结论 1 1 带电作业时相对地最大操作过电压为 2 07p u 带电作业时相间最大操作过电压为 2 77p u 1 2 天广四回罗平至百色段紧凑型线路在海拔 1000m 以下地电位和等电位作业相对地的最 小安全距离为 3 2m 等电位作业时相间最小安全距离为 4 6m 海拔 1000m 及以上地电位和等电 位作业相对地的最小安全距离为 3 4m 等电位作业时相间最小安全距离为 5 0m 1 3 天广四回紧凑型线路上采用常规作业方式进行等电位和地电位作业都可以安全的进行 针对上诉 3 点结论 我局完成了对 500kV 紧凑型线路直线塔带电作业实践操作的研究 实 现了带电更换紧凑型线路直线整串绝缘子等大型检修工作 在此基础上 我局带电作业专家小 组不断总结经验 研制出了带电更换 500kV 紧凑型线路耐张整串绝缘子的整套工具 并确定了 工作人员进入等电位的方法 2 500kV 紧凑型输电线路带电作业工具的设计和制造 由于导线分裂数的不同 在金具型号 连接形式上 紧凑型线路与普通四分裂导线存在较 大差异 500kV 普通输电线路绝缘子串导线端为双联板纵向连接 而紧凑型线路为单连板横向 连接 致使普通线路带电作业工具无法在该型式耐张塔上使用 必须依照金具连接情况 设计 合适的工器具 制定完备的方案 以满足带电作业的要求 针对紧凑型线路的以上特点 我们 对更换耐张整串绝缘子所需的工器具进行了设计研究 图一图一 500kV500kV 普通线路与紧凑型线路金具连接比较图普通线路与紧凑型线路金具连接比较图 2 1 塔头端三角联板专用翻板卡 如图所示 图二图二 三角联板专用翻板卡三角联板专用翻板卡 针对紧凑型线路耐张塔特有的三角联板单挂点与塔身连接的情况 设计此专用卡 用以卡 住绝缘子串大螺栓 在更换整串绝缘子过程中 此卡以大螺栓为支点 承受拉力的作用 此卡 具采用铝合金材料 自重 8kg 额定负荷 98KN 进行 2 倍额定负荷试验 无变形和损伤 机械强 度符合电力工器具通用技术条件标准 从结构上看此翻板卡采用翻盖活动式 上下受力面连成 一体 方便人员塔上组装 翻板卡两端配以活动式加长接头 与绝缘拉杆连接 使得拉杆可以 在水平和垂直方向上随意转动 解决了塔头端三角联板和导线端卡具受力不在同一平面上时 会使承力工具变形的问题 2 2 导线端四联板专用卡及特制支撑架 共 3 件 如图 图四图四 四联板专用卡及特制支撑架四联板专用卡及特制支撑架 导线端连接绝缘子串和导线的金具为一块平行四联板 均压环四个安装孔中 有两个恰好 与绝缘子串中心在同一直线上 在与导线连接的三角联板上无一施工孔可用 若不拆除均压环 只在四联板中心设计 A 点安装单点拉力工具 则两串绝缘子正常运行时承受的拉力将会全部转 移到带电作业工具上 则工具的尺寸和重量将会随着荷载的增加而增大 且现行的丝杠和拉杆 将难以满足如此大负荷拉力的要求 若是以导线端琬头挂板螺栓 B 处为中心 设计类似塔头端 的翻板卡 则琬头挂板和最后一片绝缘子球头将难以脱出和复位 增加作业时间和劳动强度 且丝杠若以此点为支点 在伸缩过程中 将会多短接 500mm 左右的空气间隙 降低了带电作业 的安全系数 因此 我们最终选择拆卸均压环 以均压环安装孔和四联板中心为支点 设计导 线端专用卡具 如上图 为了更方便拆除琬头挂板螺栓 我们特制了支撑架 此支撑架与四孔 特制卡在螺栓紧固下 与四联板形成一个整体 如图 图五图五 支撑架支撑架 支撑架有四个调整孔 可以根据耐张塔转角情况适当调整其高度 利用一条 12 1m 的钢 丝绳 一端连接上子导线耐张压接管处的 U 型螺丝 另一端穿过调整点处的卸扣 与转向滑车 连接 总牵引绳受力至可以脱出琬头挂板螺栓时 支撑整串绝缘子的重量 调整点处的卸扣 通过钢丝绳的柔性 给予转向滑车以微小的摆动空间 使之更能适应不同转角绝缘子串琬头挂 板螺栓更容易脱出的要求 实用性非常好 下图为其现场应用的图片 图六图六 支撑架的应用支撑架的应用 2 3 丝杠和绝缘拉杆 本项目采用等电位人员在导线端紧 松丝杠的方法 解决了双绝缘子串单挂点带来的难题 选用通用的合成绝缘拉杆 其破断力均超过 21T 所使用的绝缘子的破断力为 30T 两根绝缘拉 杆的合力大于绝缘子的破断力 机械强度满足安全要求 项目采用高强度滚珠丝杠 与过去的 滑动丝杠相比 驱动扭距达到 1 3 以下 滑动丝杠的效率是 32 而滚珠丝杠的效率在 96 以 上 这就大大减轻了工人在高空作业时的劳动强度 现场使用反映良好 3 进入等电位方法的探索 本项目利用均压环与联板连接点为转向支点 通过绞磨 总牵引绳和吊篮直接将人员送进 等电位 操作步骤如下 3 1 塔头端一人员带着传递绳一条及滑车一个至塔顶 A 点 装好滑车 如图 图七图七 进入等电位方法步骤进入等电位方法步骤 1 1 3 2 地面人员利用传递绳 将第一条总牵引绳传及转向滑车传至塔头 A 点 塔头人员将转 向滑车挂好 如图 图八图八 进入等电位方法步骤进入等电位方法步骤 2 2 3 3 地面人员将第一条总牵引绳移至均压环内侧的均压环与挂板连接处 如图 图九图九 进入等电位方法步骤进入等电位方法步骤 3 3 3 4 地面人员将一闭口滑车和第二条总牵引绳如图所示组装好 一并通过第一条总牵引绳 传至 B 点 如图 图十图十 进入等电位方法步骤进入等电位方法步骤 4 4 3 5 等电位人员进入吊篮 打好后备保护 绞磨启动 利用第二根总牵引绳将人员送入等 电位 如图 图十一图十一 进入等电位方法步骤进入等电位方法步骤 5 5 此方法因为转移了挂点使得人员进入等电位过程中空气间隙远远大于 安规 规定的安全 距离 电气安全性好 利用空中滑车 将受力转移到主材上 机械性能优良 利用均压环螺栓 为转向支点 通用性好 同时 免去了等电位人员上塔过程 大大减轻了等电位人员的劳动强 度 具有一定的推广价值 图十二图十二 现场操作图片现场操作图片 4 结论 综上所述 我们对紧凑型线路耐张塔带电作业工器具的研发 对进入等电位路径的选择 对导线端关键支点的探寻工作都已全面完成 模拟带电作业工作进展顺利 为该类线路在不停 电状态下消除紧急缺陷做好了充分准备 以上工作中表现出 4 1 新研发的整套承力工具是安全可靠的 4 2 导线端作业人员选择从均压环处进入等电位 此通道选取是正确的 4 3 针对紧凑型线路耐张塔更换整串绝缘子的工作 在导线端收 松丝杠是完全可行的 我们据此认为 在 500kV 天广四回罗平至百色段紧凑型线路上开展带电作业也是完全可行 的 近年来 电网建设迅猛发展 输电线路技术水平不断提高 但紧凑型输电线路的运行维护 还不成熟 我们还要结合实际 不断总结经验 探索创新 才能研制出更