带电更换500kV同塔双回直线塔I型串绝缘子工具研究

1、    带电更换500kv同塔双回直线塔i型串绝缘子工具研究    何鹏杰+李海峰+梁灏摘 要：目前同塔双回500 kv输电线路直线塔i型串铁塔横担挂点主材结构与常规单回500 kv直线塔横担挂点采用有缝连接不同，造成传统的带电更换500 kv单回直线塔绝缘子串工具不能更换同塔双回直线i型串绝缘子，该文介绍了500 kv输电线路常规同塔双回直线塔i型串绝缘子带电更换方法，研制出了铁塔横担专用卡具、分体式提线钩等工具，从技术参数、受力分析进行深入计算分析，彻底解决了500 kv输电线路常规同塔双回直线塔i型串绝缘子无法带电更换的难题，大大提高了供电可靠性。

2、关键词：常规同塔双回 直线塔i型串 带电更换：tm72 ：a ：1674-098x（2016）09（c）-0028-02同塔双回线路凭借其有效地节约用地及减少线路走廊的优势，越来越多的投入运营。目前，山西省同塔双回500 kv输电线路直线塔i型串铁塔横担挂点采用无缝连接的背靠背主材，与常规单回500 kv直线塔横担挂点采用有缝连接的主材结构不同，造成传统的带电更换500 kv单回直线塔绝缘子串工具不能更換同塔双回直线i型串绝缘子，严重影响供电可靠性。为了解决这一难题，国网山西省电力公司检修分公司成功研制出了带电更换500 kv输电线路同塔双回直线i型串绝缘子的方法及工具。1 技术难点常规500

3、 kv单回直线塔横担绝缘子挂点部位为有缝连接的主材结构，承力丝杠安装后与拉棒、四线钩连接的承力系统，受力合理，操作方便。而500 kv同塔双回直线塔横担挂点部位为无缝连接的背靠背主材，承力丝杠无法与拉棒连接，造成绝缘子无法更换。2 解决方案2.1 方案一（更换直线i型单串绝缘子工具）针对第一个难点，通过在四分裂导线中心正上方设计工作支撑点，横但侧采用角钢卡结构，中间单绝缘拉杆，紧线工具安装在导线侧，并与原有四线钩组合到一起，形成紧线四线钩。2.2 方案二（更换直线i型单串或双串中的一串绝缘子工具）将四分裂导线分为两部分，在其正上方设计2个工作支撑点，针对双串绝缘子操作空间狭小，无法满足四线钩进

4、入导线端提升导线，设计出导线端采用分体式小转角二线钩，可以与绝缘拉杆直接连接。横担端采用直线双吊卡结构搭配两根500 kv防扭丝杠，卡具主体与丝杠配合处采用球面接触，使丝杠使用更加灵活（可以达到20°摆角量）。卡具主体中部装在横担端角钢上（160以下均适用），对于横担端角钢上的螺栓也进行了避让处理，可以满足同塔双回所有单、双串绝缘子的更换作业。2.3 方案对比方案一横担端卡具加工难度大，而且紧线丝杠安装在导线端，不仅增加了等电位人员的操作强度，而且由于占用空间较大，对于导线端空间狭小的双串绝缘子来说，操作困难。而方案二解决了以上两个难点，考虑到经济性、通用性，我们决定选用第二套方案。

5、3 工具机械强度计算由于承力丝杠和绝缘拉杆的制作工艺已比较成熟，因此在此不再对其强度进行分析。3.1 确定工具技术参数经分析计算，确定了卡具主要技术参数如表1所示。3.2 横担端卡具计算横担端卡具受力如图1所示。a-a截面处的强度计算：该截面的抗弯截面模量为w=bh2/6=70×702/6=57166.7 mm3施加于该截面上的弯距为：m=（p/2）×40=25000×40×2.5=2500000 n·mm则该截面上的弯曲应力为：=m/w=43.7 mpa<s=412 mpab-b截面处的强度计算：经计算该截面惯性距为：ia=635142

6、2.221 mm4则该截面的抗弯截面模量为w=ia/65.6=96820.5 mm3施加于该截面上的弯距为：m=（p/2）×40=25000×40×2.5=2500000 n·mm则该截面上的弯曲应力为：=m/w=25.8 mpa<s=412 mpac-c截面处的强度计算：该截面的抗弯截面模量为w=bh2/6=70×402/6=18666.7 mm3施加于该截面上的弯距为：m=（p/2）×40=25000×40×2.5=2500000 n·mm则该截面上的弯曲应力为：=m/w=133.9 mpa&l

7、t;s=412 mpa3.3 分体式小转角二线钩受力计算受力如图2所示。a-a截面处的强度计算：经计算该截面惯性距为：iy=150749.189 mm4则该截面的抗弯截面模量为w=iy/19.5=7730.73 mm3施加于该截面上的弯距为：m=（p/4）×（22.9+19.5）×2.5=（50000/4）×42.4×2.5=1325000 n·mm则该截面上的弯曲应力为：=m/w=171.4 mpa<s=412 mpab-b截面处的强度计算：经计算该截面惯性距为：iy=555729.222 mm4则该截面的抗弯截面模量为w= iy/31

8、.8=17475.8 mm3施加于该截面上的弯距为：m=（p/2）×（17.6+31.8）×2.5=（50000/2）×49.4×2.5 =3087500 n.mm则该截面上的弯曲应力为：=m/w=176.7 mpa<s=412 mpa连接耳的强度计算：此处截面容易发生剪断，故该处截面以剪切计算为主。剪切面面积a=19.5×20=390 mm2剪切力为p/2=25000 n故剪切應力为剪=25000/390=64.1 mpa取安全系数为2.5，则lc4的许用剪切应力为：许=490×0.7/2.5=137.2mpa>剪=64

9、.1 mpa由此可以看出，该截面的强度足够安全由以上计算可以看出，横担端卡与分体式小转角钩在工作负荷为50 kn时，工作是安全的，并且能够保证2.5倍的安全系数。4 结论500 kv同塔双回直线塔带电更换i型串绝缘子工具通过设计、试验、试运行、再修改加工等工作，最终达到了现场使用要求，2013年在500 kv轩忻二线同塔双回80#、81#杆塔进行现场试用工作。2014年在500 kv侯阳一线同塔双回227#杆塔再次进行现场试用，完全达到了使用要求。工具安全性能及电气性能均满足带电作业要求，该工具的成功研制将会大大减少同塔双回输电线路的停电时间，提高供电可靠性，创造良好的社会效益和经济效益。参考文献1 郝旭东，孙兵.等电位更换110kv双回线路直线铁塔绝缘子j.华北电力技术，2010（6）：46-52.2 孙兵，李文和，李军田.地电位更换110kv线路小间隙双回路耐张塔绝缘子串j.电力技术，2009，81（11）：28-33.3 张远健.同塔多回输电线路带电作业可行性分析及作业方法研究d.广州：华南理工大学，2011.4 陈国信，吴增辉，邓开清.多回同塔110kv线路悬垂绝缘子串带电更换研究j.供用电，2010，27（3）：57-59.5 吴志成.110kv双回直线塔中相绝缘子的带电更换j.供用电，2009，26（1）：62-64.6 dl/t966-2005.送