帶電裝拆線路過電壓保護器專用工器具研發探討

趙法強　蔡志國

摘要：龍崗地區配網架空線路比較多，絕緣化率高，雷擊斷線事故屢有發生。針對問題，深圳龍崗供電局選擇在線路中安裝架空線路過電壓保護器裝置進行應對。但是加裝或今后維護更換該裝置必須采用停電方式進行，這與提高供電可靠性相矛盾。文章介紹了帶電更換線路過電壓保護器的技術和專用工器具研究過程及應用方式。

關鍵詞：架空線路；過電壓保護器；絕緣操作桿；絕緣支架；帶電裝拆線路 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM512 文章編號：1009-2374（2015）14-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.012

為減少10kV配網架空線路雷擊斷線及跳閘事故率，深圳龍崗地區普遍采用一種名為“架空絕緣線路過電壓保護器”的防雷產品。該產品分為引流環、限流元件、連接金具三大部分，原理是安裝在架空線路上，平時與線路隔離，氧化鋅限流元件不承受線路的工頻電壓，一旦線路出現雷電過電壓或大的操作過電壓時，該裝置設置的空氣間隙被擊穿，而其引流環將電弧吸引過來，這時氧化鋅限流元件動作，釋放雷電流并截斷后續產生的工頻續流，從而防止架空線路雷擊斷線事故的發生。該產品在龍崗地區多條線路上應用，效果良好。然而，該產品安裝位置貼近支柱式絕緣子，連接金具與支柱式絕緣子根部連接，并且該產品底部連接有接地線纜，所以從安全角度出發，帶電線路加裝或更換該產品需要采用停電方式。

1 現狀調查

目前，國內外在沒有專用工器具情況下，安裝過電壓保護器只能采取停電方式裝拆過電壓保護器，安裝過程是將線路停電，將過電壓保護器的連接支架安裝在針式瓷瓶的支柱上。

2 項目研究的預期目標

（1）完成可實現帶電作業更換或加裝架空絕緣線路過電壓保護器產品的工器具的研制，其中包括研制抓取線路過電壓保護器用絕緣操作桿、臨時支撐架空導線用的絕緣支架、安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿；（2）利用項目成果，逐步開展配網架空線路帶電更換線路過電壓保護器項目；（3）完善作業指導書及作業方案，編制技術規范。

3 項目總體設計及實施方案

3.1 抓取線路過電壓保護器用絕緣操作桿的研制

抓取器的設計參考試管鉗夾的設計，選取適合保護器外護套直徑的絕緣鉗夾作為抓取器本體，然后設計一個絕緣頂錐，頂錐為圓錐形，底部安裝一個螺桿，與絕緣操作桿頂部連接。另外設計一個絕緣框架，固定夾鉗和頂錐，并保證夾鉗能夠自由活動，框架中設計一個固定螺母，與頂錐底部螺桿配合。當絕緣操作桿旋轉時，頂錐底部螺桿隨之轉動，驅動頂錐前進或后退。頂錐前進時，夾鉗被迫收緊，這樣可以緊緊抓住線路保護器，頂錐后退時，夾鉗張開，絕緣桿可以與線路保護器脫離。

3.1.1 絕緣操作桿的設計。10kV帶電作業用絕緣操作桿屬于成熟產品，我們根據《帶電作業用絕緣桿通用技術條件（GB 13398-92）》及《南方電網公司安全工器具技術規范（絕緣操作桿部分）》要求進行產品選擇。

第一，絕緣操作桿的桿材由環氧樹脂制成，環氧樹脂采用人造纖維加強，其外觀顏色選擇黃色。其密度不小于1.75g/cm3，吸水率不大于0.15%，50Hz介質損耗角正切不大于0.01。絕緣部分用于絕緣隔離。根據電壓等級的不同，最短有效絕緣長度不應小于表1中所列的數值：

根據操作需要，我們將操作桿定于2m，絕緣部分大約1.7m，遠遠滿足絕緣要求。

第二，對絕緣操作桿材料電氣性能要求和選擇。受潮前、后的電氣特性：我們選擇的絕緣操作桿制造的桿材滿足表2的規定：

試品在100kV工頻電壓下應滿足無滑閃、無火花或擊穿，表面無可見漏電腐蝕痕跡，無可察覺的溫升等要求。另外制造絕緣操作桿的桿材進行了1200mm長試品的淋雨試驗。淋雨試驗條件見GB 13398-2008中5.5.2條的規定。對試品施加工頻電壓100kV（有效值），加壓時間持續1h，無滑閃、無火花或擊穿，表面無可見漏電腐蝕痕跡，無可察覺的溫升。

3.1.2 轉動手柄的設計。本項目設計的絕緣操作桿完成既定動作需要操作桿旋轉驅動頂錐運動，為了方便操作桿旋轉，我們在操作桿底部設計了一個轉動手柄（圖1），增加旋轉力臂，使操作時更加省力。

3.2 臨時支撐架空導線用的絕緣支架的研制

3.2.1 產品結構設計。產品整體由絕緣支撐管、絕緣固定板、定滑輪、橫擔固定器、電纜掛鉤和承力繩組成，整個支架通過橫擔固定器固定在線路橫擔上，承力繩穿過絕緣支撐管和定滑輪與電纜掛鉤連接，當作業人員用電纜掛鉤固定電纜后，拉動承力繩將電纜吊起，然后固定承力繩，將電纜固定。橫擔固定器設計成可以調節式，即可以根據橫擔的寬度和高度進行調節，適應現有絕大多數線路橫擔尺寸。

3.2.2 機械性能設計。絕緣支架機械性能設計主要考慮其掛繩垂直機械負荷，主要針對架空線纜重量，根據龍崗地區線路實際情況了解，架空線路基本采用鋁芯絕緣導線，依據上表，選擇最大300mm2導線，導線重量為1.145kg/m，以支柱絕緣子所在位置，以及桿塔每檔50距離計算，絕緣支架額定承受力為9.8×1.145×100/2=561.05N。另外根據查閱相關資料，選擇絕緣斗臂車用三相臨時橫擔作為參考，其技術參數中單導線非平衡負荷為910N，遠超過560N，所以將絕緣支架額定機械負荷定為910N。

3.3 安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿的研制情況

安裝或拆卸支柱絕緣子緊固螺母用絕緣操作桿研究主要針對支柱絕緣子緊固螺母，由于支柱絕緣子種類很多，所以設計考慮安裝或拆卸工具與絕緣操作桿分離，即在絕緣操作桿頂端設計一個萬用連接裝置，則可以根據不同的支柱絕緣子匹配不同型號或規格的工具（見圖2）。

萬用連接裝置設計成齒輪卡盤形狀，同時將其他工具如套筒扳手、叉形扳手等尾部也加工成同樣的齒輪卡盤，使用時互相螯合，根據需要調整角度，再利用中心螺栓進行固定（見圖3）。絕緣操作桿的選擇同抓取線路過電壓保護器用絕緣操作桿，尾部也同樣設計了一個轉動手柄，增加旋轉力臂，使操作時更加省力。

3.4 配網架空線路帶電更換線路過電壓保護器應用研究

作業工程：10kV XX線路XX桿安裝架空線路過電壓保護器工程。

作業類別：第三類采用絕緣操作桿及絕緣手套帶電安裝線路過電壓保護器。

作業目的：提高架空線路防止雷電過電壓斷線能力。

作業內容：在XX線路XX桿安裝一組架空線路過電壓保護器。

作業主要步驟：（1）1#電工將絕緣斗調整到內側導線下，得到工作監護人許可后對內側導線套好絕緣套管，并對柱式絕緣子鐵件部位進行絕緣遮蔽（用遮蔽罩）；（2）2#電工與3#電工配合將絕緣支架用絕緣繩吊入絕緣斗，準備下一步工作；（3）調整絕緣斗至適當位置，將絕緣支架固定在橫擔上，并調整位置，使支架吊臂對齊需要更換保護器的那相導線，將吊臂鉤子鉤住那相導線，調整絕緣斗，2#電工拉動傳力繩，緩緩將吊鉤提升一點，使吊鉤受力，固定傳動繩，然后1#電工用絕緣桿（抓取保護器）固定住保護器，2#電工用絕緣桿（松緊支柱絕緣子支腳螺母）緩緩拆除支柱絕緣子固定螺母，再慢慢移動絕緣桿（抓取保護器），將保護器取走。換掉舊保護器，用絕緣桿（抓取保護器）固定新保護器，慢慢移到支柱絕緣子下端，并松開傳動繩，將導線緩慢放下，輕輕將保護器連接金具套入支柱絕緣子支腳，并按照保護器安裝要點調整好位置，再用絕緣桿（松緊支柱絕緣子支腳螺母）重新將固定螺母旋緊，使新保護器固定好。最后松開吊臂鉤子，拆除支架；（4）如果需要更換外側保護器，其步驟與前面三個步驟相同。如果需要更換中相保護器則需在二側導線上都安放好絕緣套管后才能更換中相保護器；（5）拆除柱式絕緣子絕緣遮蔽工具及導線絕緣套管。

4 結語

項目通過帶電作業更換線路過電壓保護器設備用絕緣操作工具的研制并通過試用，項目的設計是可行的，有效地解決了只有停電安裝及更換過電壓保護器的矛盾，創新了更換或加裝架空絕緣線路過電壓保護器裝置的新的帶電作業項目，提高了供電可靠性。

（責任編輯：周 瓊）