利用绝缘索道修复地线的技术设计

利用绝缘索道不停电修复地线的技术设计Thetechnicaldesignforoverheadgroundwirerecoveryusinginsulationcableunderelectricalrunningcondition【内容提要】本文对乘飞车利用绝缘索道出线修复损伤地线的方法进行了介绍，对该方案实施过程中的危险因素进行了分析并提出了解决措施。Abstract:Studythearticleonthemythologyofrecoverydamagedoverheadgroundwiretakingthecarontheinsulationcableandanalyzingtheriskfactorwithagivensolution.【关键词】绝缘索道地线修复危险因素分析危险因素解决方案Keywords:insulationcable,recoveryofoverheadgroundwire,riskfactoranalyzing,solutionofriskfactor1选题理由运行的500kV输电线路架空地线（包括OPGW）受雷击外层断股是多发现象，通常的处理方法是操作者乘飞车出地线进行修复。但是，由于断股根数很难判断准确，乘飞车出线有断线的危险。架设绝缘索道，操作者乘飞车沿索道至地线损伤处进行修复，是比直接出地线安全的方法。2方案概述靠近损伤避雷线（OPGW），用绝缘绳索架设两条并行索道，作业人员用飞车沿一条索道到达损伤处进行补修，另一条索道供操作人员悬挂安全带用。如图１所示。图1利用绝缘索道修复损伤地线示意图3危险因素分析3.1触电绝缘索道邻近带电体，操作者易触电。3.2地线断线地线已断股，受操作扰动可能断线。3.3索道及其配套工器具受力破坏索道及其配套工器具承受负荷较大，如强度不够或工作环境不良可能破坏。3.4索道支撑点破坏绝缘索道固定于地线支架，由于索道本身具有一定的张力，使地线支架承受较大的垂直负荷和水平复荷，超过一定限度时地线支架可被破坏。3.5索道在安装过程中受损伤索道在安装过程中可能被磨伤、卡伤、受潮。4各危险因素的解决方案4.1防触电措施4.1.1采用绝缘材料制作索道绳及配套工具索道绳和平衡装置用绳采用迪尼玛绳，飞车采用玻璃钢制作，专用滑车采用尼龙滑车，展放索道绳用的牵引绳采用尼龙绳。以上各种材料均具有良好的绝缘性能。其中迪尼玛绳强度高、比重小、伸缩率极小、高绝缘、耐老化，已在国内带电跨越施工中广泛应用，但应注意避免其受热，避免与导线距离过近。4.1.2保持操作安全距离在各种操作中，都必须保持操作者（及其延伸部分）在各部位与带电体的安全距离符合规定。飞车与导线的安全距离是通过合理调整索道的弛度来保证的。4.1.3保证各种绳索及工器具的绝缘性能操作前对各种绳索及工器具的绝缘性能按规定进行检测，操作过程中保持其不受潮。4.2防地线断线措施4.2.1使飞车在行进过程中不扰动地线(1)索道与地线保持适当的水平距离索道在两端的地线支架上的固定点，与地线挂点保持适当的距离，以保证索道与地线保持适当的距离，(2)使操作者到达地线损伤点时手臂与地线保持等高索道架设时取适当的弛度，使得飞车到达地线损伤点时，该点索道的弛度下g——索道绳的比载，kg/m·mm2。取，其中g1，索道绳的自重比载，kg/m·mm2。g4，索道绳的风压比载，kg/m·mm2。w——索道绳每m重量，kg/m。S——索道绳的截面积，mm2。a——风速不均匀系数，根据不同风速按下列规定取：v＜20m/s，a＝1。20m/s≤v＜30m/s，a＝0.85。30m/s≤v＜35m/s，a＝0.75。v≥35m/s，a＝0.70。d——线材直径，mm。k——空气动力系数，与线材直径有关，d＜17mmk=1.2。d≥17mmk=1.1。v——风速，m/s。工况风速一般取10m/s。Gf——飞车的计算重量（包括飞车、操作人员及工具在内），考虑操作振动影响，其值取实际重量乘以1.2～1.3的系数，kg。取其中Gw——飞车的计算重量（包括飞车、操作人员及工具在内），kg。GH——飞车所受的风载荷，kN。k——风载体型系数，取1.3。kZ——风压高度变化系数，见表1。表1风压高度变化系数表离地高(m)152030405060系数0.9111.141.251.341.42kT——风载荷调整系数，取1。Ac——人体挡风面积，m2。h.计算出未挂飞车时的索道绳应力σ未挂飞车时的索道绳应力用下式计算。其中E——索道的弹性系数，kg/mm2。σ——未挂飞车时的索道绳应力，kg/mm2。ψ——飞车位于地线损伤点（对于支撑点距离为x）时，对全档索道长度的增大系数。i.算出未挂飞车时的索道弛度f0未挂飞车时的索道弛度用下式计算。其中f0——未挂飞车时的索道弛度，m。(3)在地线损伤点两侧加二道防线二道防线由一根防护绳索两端各加一个地线卡线器组成，构成了对地线的保护。如图２所示。图2二道防线示意图4.3防止索道及配套工具受力破坏使索道及配套工具有足够的强度，并且应注意避免其结构出现应力集中。4.3.1取用足够大的安全系数索道及配套工具取用的安全系数，应高于相关规范的规定。我们对重要工器具取用的安全系数如表2所示。表2重要工器具安全系数表名称取用的安全系数规范所定安全系数索道绳≥85.5飞车构架及配件55索道专用滑车3.53.0索道反向拉线4.03.04.3.2制造工器具时的结构措施(1)索道绳设置保护套索道绳外面用尼龙材料编织坚固的外套。(2)索道专用滑车采用防卡绳结构索道使用的专用滑车，采取如下图３所示的特殊结构，以防止绳索掉槽卡绳。此种滑车结构，已经过国内工程展放迪尼玛绳实践证实有效。图3索道专用滑车示意图(3)飞车行走轮型式合理飞车行走轮为防卡绳也采取图３中所示型式。4.3.3各操作步骤的防护措施(1)加装用来悬挂安全带的索道在载人索道旁边，加装与其使用绳索规格相同的保安索道，上挂专用的行走滑车，用以悬挂操作者的安全带。保安索道的弛度fB可与地线补休状态待定条件时的弛度基本相同。(2)飞车牵引操作时减少对飞车的下压牵引绳牵引飞车时，施力方向尽量取接近水平方向。(3)飞车牵引绳操作时均匀用力这样做可减小索道绳和飞车所受的冲击力。(4)索道绳锚固时避免打结索道绳锚固时打结使绳索承载力骤减，应绝对避免，而应采取如图４的形式。图4索道绳锚固形式示意图4.4防止索道支撑点破坏的措施地线支架是载人索道及保安索道架设的支撑点。索道绳通过挂在地线支架上的专用滑车时，为了减小地线支架的下压力，索道绳通过挂在地线支架上的专用滑车后，可横线路转向，通过挂在另一侧地线支架与塔身相交处的滑车，再向下经塔脚进行锚固，如图5（2）所示。如果使地线支架的顺线路不平衡张力超过了允许值，可向操作档内索道绳的反向打一条平衡拉线。图5索道绳在地线支架滑车后的锚固方式示意图索道绳和反向平衡拉线所施加给地线支架负荷的垂直分量超过允许值时，应对地线支架采取的相应的补强措施，见4.4.3。4.4.1地线支架前后侧的张力差的计算载人索道的受力分析都可简化成图6所示。图6索道绳系统使地线支架受力简图图中TS1——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档内侧索道绳张力，N。TS２——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档外侧索道绳张力，N。T′S２——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档外侧索道绳张力在垂直于线路方向的平面上的投影，N。T′S２V——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档外侧索道绳张力在垂直于线路方向的平面上投影在垂直方向的分力，N。θS1——支撑点A（B）处专用滑车档内侧载人索道绳的倾斜角，°。θS２——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档外侧索道绳张力与顺线路方向水平方向的夹角，°。θS3——地线支架A（B）处载人索道专用滑车档外侧索道绳张力在垂直于线路方向的平面上投影与其在垂直方向分力间的夹角，°。θP——支撑点A（B）处所受平衡拉线的拉力与水平方向的夹角，°。(1)计算载人索道绳在挂点处专用滑车档内侧的倾斜角图7倾斜角计算简图如图7所示，索道绳在操作档两端挂点处专用滑车档内侧的倾斜角用下式计算。其中θS1A，θS1B——支撑点A和B处索道绳的倾斜角，°h——索道绳在档两端悬挂点的高差(如图7，悬挂A点较高时，其前取“＋”号，悬挂点B较高时，其前取“—”号)，m。(2)计算地线支架前后侧的水平张力差由于，就有其中ΔHA，ΔHB——载人索道使地线支架A、B产生的前后侧水平张力差，N。TS1A，TS1B——地线支架A、B处载人索道滑车档内侧载人索道绳张力，N。TS２A，TS２B——地线支架A、B处载人索道滑车档外侧载人索道绳张力，N。θS２A，θS２B——地线支架A、B处载人索道专用滑车档外侧载人索道绳张力与顺线路方向水平方向的夹角，°。用同样的方法可以计算出保安索道绳使地线支架A、B产生的前后侧水平张力差ΔHBA，ΔHBB，则保安索道绳和载人索道绳使地线支架A、B产生的前后侧综合水平张力差为：其中ΔHA，ΔHB——载人索道及保安索道使地线支架A、B产生的前后侧综合水平张力差，N。ΔHBA，ΔHBB——保安索道使地线支架A、B产生的前后侧水平张力差，N。4.4.2(1)载人索道使地线支架所增加垂直负荷如图6所示，载人索道使地线支架所增加垂直负荷，可用如下公式计算。其中QA，QB——A和B处载人索道使地线支架所增加垂直负荷，N。(2)保安索道使地线支架所增加垂直负荷保安索道使地线支架所增加垂直负荷，仿照载人索道使地线支架所增加垂直负荷的计算，可用如下公式计算。其中QBA，QBB——A和B处保安索道使地线支架所增加垂直负荷，N。(3)整个索道系统使地线支架所增加垂直负荷整个索道系统使地线支架所增加垂直负荷可用下式计算。由于，所以，其中QA，QB——A和B处整个索道系统使地线支架所增加垂直负荷，N。θPA，θPB——A和B处平衡拉线的张力与水平方向的夹角，°。TPA，TPB——A和B处平衡拉线的张力，N。4.4.3地线支架前后侧的张力差、垂直负荷增加超过允许值时的补强措施可采取如图８打平衡拉线的方式进行处理。平衡拉线可用适用的高强度绝缘绳，不可使用迪尼玛绳。图8索道反向平衡拉线图当地线支架所受的垂直负荷超过允许值时可采取如图9加装辅助支架的方式进行处理。图9辅助支架示意图4.5防止索道在安装过程中受损伤的措施为防止索道在安装过程中被磨伤、卡伤、受潮，需采取以下安全技术措施。4.5.1张力展放索道绳迪尼玛索道绳应采用适合本身特点的张力展放工艺。(1)采用索道绳专用滑车。(2)使用适用于索道绳的牵张设备。(3)注意风摆时的保护。4.5.2认真处理障碍物在用索道的绝缘牵引绳牵放索道绳时，一般不会磨地，但牵引绳用人力沿地面展放时是会磨地的。因此在展放牵引绳前应对障碍物进行认真处理。4.5.3注意防潮迪尼玛绳用前烘干，水面要搭架、设网或摆放船只进行保护，操作中不可使绳沾水受潮。4.5.4保护尾绳索道绳用于小操作档时尾绳较多，必须注意对尾绳的保护，不使其受磨、刮、打结。尾绳必须落地时，须铺垫苫布。对于比较长的尾绳，可用转向滑车架空引出，至适当地点锚住，也可用滑轮组容纳。如图７所示。图７尾绳滑轮组锚固法示意图5结语对于运行的500kV输电线路，不停电采用迪尼玛绳架设绝缘索道，乘飞车沿索道出线，修复损伤的地线（OPGW），是一种可行的操作方法。但是，必须对实施过程中的的危险因素进行充分的分析，采取合理的方案，严密的措施应对。本文所述方案已经实践检验，证明可行。参考文献1《客运架空索道安全