特高壓直流輸電線路直線V串絕緣子帶電更換工器具

高昆鵬 陶留海 楊東輝 趙龍 韓旭

摘 要：本文對±1100kV特高壓直流輸電線路帶電更換直線V串絕緣子工器具進行介紹，讓大家了解±1100kV直流輸電線路直線V串絕緣子工器具的設計方案和現場使用情況，供電力行業同行借鑒。

關鍵詞：±1100kV直流輸電線路；帶電更換；直線V串；工器具

中圖分類號：TM721 文獻標志碼：A

0 引言

±1100kV昌吉-古泉線特高壓直流輸電線路是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最遠、技術水平最高的特高壓輸電工程，也是我國乃至世界特高壓直流輸電技術創新發展的又一里程碑工程，對于特高壓電網及全球能源互聯網發展具有重大的示范意義。特高壓直線絕緣子串在長時間運行后會出現端部發熱，發生老化。如果絕緣子串出現故障，將直接影響特高壓直流輸電線路的安全運行。為提高±1100kV直流輸電線路運行維護水平，國網河南省電力公司檢修公司開展了±1100kV特高壓直流輸電線路帶電作業的技術研究，開發了直線V串絕緣子更換工器具并在現場進行了試用，對±1100kV特高壓直流線路的安全可靠運行具有非常重要的意義，具有明顯的經濟效益和社會效益。

1 直線V串絕緣子的組裝形式

直線塔使用550kN復合絕緣子串，采用雙聯雙掛點、三聯雙掛點“V”型串和三聯“L”型串形式連接；復合絕緣子長度分為兩種：12.3m和13.9m。

2 直線絕緣子更換工器具設計及計算

2.1 設計方案

根據桿塔結構特點以及導線大噸位和工器具在使用過程中的通用性和實用性特點，研發了使用等電位作業法帶電更換±1100kV特高壓直流輸電線路直線“V”型串和“L”型串絕緣子作業工器具，由于橫擔側施工孔噸位限制，本套提線工具采用“Y”型提升法，將導線荷載進行分解，帶電作業用絕緣拉棒、提線器（由兩線提線器組裝）等部件組成。

2.2 機械校核

本次研制更換絕緣子串工器具由帶電作業用絕緣拉棒、雙鉤提線器、高強鈦合金拉棒金屬接頭、高強鈦合金拉棒金屬錐套等部件組成。

（1）絕緣拉棒

100kN絕緣拉棒采用擠拉纏繞環氧玻璃鋼絕緣管材，規格采用直徑32mm、厚度4mm管材，抗拉強度：80kg/mm2，拉棒金屬連接部分采用 40Cr優質鋼材，強度大于600MPa，金屬部分設計長度L=125mm，連接螺栓采用M18高強螺栓。拉棒設計長度L=11010mm（有效絕緣長度10500mm），每段長度3670mm。

拉力計算：拉力F=351×0.8≈281kN

管材截面積S=351mm2

安全系數N=287/100=2.87

200kN絕緣拉棒采用擠拉纏繞環氧玻璃鋼絕緣管材，規格采用直徑44mm、厚度6mm管材，抗拉強度：80kg/mm2，拉棒金屬連接部分采用鈦合金 TC4材質，強度大于800MPa，金屬部分設計長度L=158mm，連接螺栓采用M27高強螺栓.拉棒設計長度L=11490mm （有效絕緣長度10500mm），每段長度3830mm。

拉力計算：拉力F=715×0.8=585kN

管材截面積S=715mm2

安全系數N=585/200=2.93

（2）提線器

如圖1所示，提線器是由4個兩線提線器組裝而成，選用高強度合金鋼加工制造，結構合理，選材精良，具有外形美觀、強度高、操作簡便、不損傷導線、使用安全可靠等特點。

見表1，試驗結果表明工具符合DL/T 463《帶電作業用絕緣子卡具》的要求。

3 創新點

±1100kV昌吉-古泉線特高壓直流輸電線路是世界上最高電壓等級的首條直流特高壓輸電線路，目前尚無帶電作業方法及工器具相關研究，主要創新點有。

3.1 縮短作業時間，提高工作效率

帶電更換直線V串絕緣子工器具共分3部分，使用中將其連接組裝，硬質絕緣拉棒上端與橫擔側卡具連接，下端與液壓絲杠導線提線器連接，收緊液壓絲杠后，將絕緣子的水平荷載轉移到本裝置上，此時進行可拆，收緊液壓絲杠后，將絕緣子的水平荷載轉移到本裝置上，此時可進行拆除和更換整串絕緣子作業。使用本裝置后，縮短作業時間，提高工作效率。

3.2 結構簡單、操作簡單等特點

該硬質絕緣拉棒具有結構簡單、操作簡單等特點，中間為鈦合金接頭，滿足帶電作業對絕緣有效長度的保證，可以更好地優化特高壓鐵塔設計。

3.3 設計理念獨特，構思新穎

設計理念獨特，構思新穎，具有專用部件少、容易組合、方便攜帶、便于運輸的特點，既節省了作業時間，減少了人員的勞動強度。使用簡單、重量輕，使用安全系數高，填補了國內±1100kV特高壓直流線路帶電作業領域更換“L”串、“V”串整串絕緣子工器具的空白。

4 現場應用

2018年3月，國網河南省電力公司檢修公司在±1100kV昌吉-古泉線直流輸電線路上進行了應用，塔身作業人員在直線塔橫擔處，等電位電工使用絕緣軟梯進入等電位，并配合塔身電工安裝直線絕緣子更換工具。開展了直線絕緣子檢修作業。

結論

±1100kV直流輸電線路是特高壓的重要組成部分，如果出現故障，將直接影響特高壓直流輸電線路的安全運行。特高壓直流線路直線絕緣子帶電更換的工器具由卡具、拉棒、液壓絲杠、兩線提線器組成，現場試用效果良好，對特高壓直流線路的安全可靠運行具有非常重要的意義，具有明顯的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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