帶電更換500千伏耐張串單片絕緣子工器具及使用

摘 要：文章對帶電更換500千伏耐張絕緣子的常用單片絕緣子卡具、一般輔助工器具進行了介紹，并提出了工器具使用中的注意事項。

關鍵詞：帶電作業(yè)；耐張串；閉式卡

引言

重慶地區(qū)地理環(huán)境特殊，集大城市、大農村、大山區(qū)、大庫區(qū)于一體，高壓輸電線路在不同污穢程度、不同氣象條件、不同海拔環(huán)境下運行，絕緣子劣化現(xiàn)象時有發(fā)生。近年來，隨著重慶電網500千伏線路長度的不斷增加，其維護工作量顯著增加。同時，受重慶地區(qū)地理環(huán)境限制，輸電線路鐵塔多位于丘陵或深山之中，道路交通不便、作業(yè)現(xiàn)場狹窄，無法像平原地區(qū)一樣可攜帶較多、較全的工器具或使用重型機械裝置節(jié)省人力。因此，在更換絕緣子前選擇合適的作業(yè)方法、配置恰當的工具，是提高施工效率的關鍵。

1 500kV耐張串的主要懸掛方式

目前500kV耐張串常規(guī)設計為雙串結構，但導線側和橫擔側的懸掛方式又分為雙掛點和單掛點兩種。單掛點既指用聯(lián)板將兩串絕緣子并聯(lián)在一起，再通過錨固金具等與導線相連；雙掛點指兩串絕緣子分別與導線單獨連接，形成兩個掛點。

圖1 雙串單掛點結構示意圖

在帶電更換除首末端（橫擔側和導線側的第一片絕緣子）外的任意單片絕緣子時，無論何種懸掛方式，所使用的工具都是相同的。但是，因為閉式卡具需要依靠絕緣子本身結構之一的鋼帽作為錨固基礎，在更換首末端絕緣子時閉式卡就不再適用，需要其他依靠掛點金具作為錨固基礎的卡具，我們稱為端部卡具。由于端部卡具的安裝和掛點處的金具結構直接相關，因此不同懸掛方式的耐張塔在更換首末端絕緣子時所使用的端部卡具也會相應改變。

圖2 雙串單掛點結構示意圖

2 帶電更換單片500kV耐張絕緣子工器具

2.1 常用單片絕緣子卡具

帶電更換500kV耐張串任意單片絕緣子所使用的工具統(tǒng)稱為單片絕緣子卡具，主要是閉式卡、端部卡（有時根據實際情況用大刀卡、翼型卡作為端部卡使用）和雙頭絲杠，主要材料由鋁合金構成，具有良好的機械強度。更換單片絕緣子的最基本原理就是在劣化絕緣子兩側安裝好前后卡，再利用兩副雙頭絲杠將前后卡相連，形成一個整體，收緊絲杠把劣化絕緣子的應力轉移到卡具上，絕緣子將會松動，即可直接取出更換。

當涉及到更換首末端絕緣子時，如果是雙串雙掛點結構一般直接使用端部卡，對于雙串單掛點則使用大刀卡或翼型卡代替端部卡。必要時還需臨時拆除均壓環(huán)，利用均壓環(huán)的安裝孔洞進行安裝。

（1）閉式卡具。用于更換絕緣子串（除首末端外）任意一片單片絕緣子的工具。閉式卡具包括兩副閉式卡和絲桿，閉式卡通過芯具夾緊絕緣子鋼帽產生摩擦力承受絕緣子串的拉力。

圖3 閉式卡結構示意圖

（2）端部卡具。用于更換絕緣子串中首端或末端單片絕緣子的工具。端部卡具包括端部卡、閉式卡和絲桿，端部卡利用絕緣子串掛點處的金具（如二聯(lián)板）來固定卡具，在使用時，導線側或橫擔側安裝端部卡，絕緣子側用閉式卡。

圖4 翼型卡結構示意圖及實物圖

圖5 大刀卡結構示意圖及實物圖

（3）芯具。芯具是閉式卡具的核心部分，是決定卡具能否緊固鋼帽的關鍵結構。芯具呈瓣狀結構，受力時愈拉愈緊，從而保證其強度和可靠性。

（4）雙頭絲杠。絲杠是最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反作用力。雙頭絲杠具有對稱的兩頭，通過螺栓與卡具連接在一起，使卡具、絲杠形成一個四邊形的封閉整體，中空部位即作業(yè)點，在作業(yè)中絲杠既是連接金具，又能收緊絕緣子串。

2.2 單片絕緣子卡具的選型

更換耐張絕緣子串的卡具所能承受的荷重主要校驗額定荷重能否滿足所要承受的最大張力。

懸掛點應力簡化計算公式如下：

（1）

（2）

其中：fg為導線弧垂；？滓A為掛點應力；F為掛點荷重；ld為代表檔距；f為代表檔距最大弧垂；l為檔距；？滓0為代表檔距應力；g1為導線自重比載；A為計算截面積。對于雙串絕緣子，卡具的荷重必須大于掛點荷重的一半。根據行業(yè)標準中規(guī)定的閉式卡型號，可確定合適的卡具。

2.3 單片絕緣子卡具使用方法

（1）根據設備情況及所需更換絕緣子的位置，選擇適合于現(xiàn)場使用的卡具及型號。

（2）組裝卡具時，應認準前、后錐度，認準芯具方向，反錐度安裝在鋼帽上，然后再擰緊閉式卡具的封閉螺絲，若用端部卡具也必須擰緊相應定位螺絲。

（3）將兩側絲杠分別安裝在卡具上，檢查卡具受力是否良好，兩側絲桿同時收緊，受力均勻。初始時允許芯具有5min預應力移動，以達到緊密受拉的目的。

（4）卡具范圍內有3片絕緣子被短路（短3卡4），可更換其中任一片。

（5）恢復時要裝好銷子，確無問題后方可拆卸工具。

2.4 一般輔助工器具

在施工作業(yè)中，還會用到大量的輔助工器具，主要用于通訊、檢測、傳遞工具及保護人身安全，使整個作業(yè)流程安全、簡便、迅速。包括絕緣工具、個人防護用具、安全工器具和其他輔助工具。

3 帶電作業(yè)工器具使用注意事項

3.1 登塔時防止高空墜落

高空作業(yè)人員必須戴安全帽和系安全帶；上下桿塔要正確使用防墜落裝置，正確使用安全帶、安全繩，在桿塔上移動、作業(yè)時，先打安全帶，替換安全繩（第二道保護）時，安全繩（第二道保護）打好后才能解開安全帶（第一道保護），時刻注意至少有一道保護。人員上、下塔過程中，應檢查腳釘等是否牢固，且按正確方法安裝使用防墜落裝置；束好衣服和安全帶等工具器，防止被腳釘和角鋼鉤住；中途休息時必須系好安全帶，作業(yè)過程和轉位時，均不得失去安全帶的保護；受力前要仔細檢查安全帶扣環(huán)是否扣牢；超過5級以上強風應立即停止塔上作業(yè)。

3.2 進入電場前做好檢測工作

地電位電工仔細檢查絕緣子是否有自爆、損壞、雷擊現(xiàn)在，認真核對所換的絕緣子噸位與所配備的絕緣子噸位是否一致，長度、盤徑是否一致、匹配。并檢查金具銹蝕情況，對工作相關的絕緣子串進行檢測，良好絕緣子片數不得少于23片。

3.3 進入強電場

地電位、等電位電工應全部穿全套合格的屏蔽服并連接可靠，作業(yè)中不許脫開。等電位電工應控制好身體擺動，在轉移電位時，人體的裸露部分與帶電體的最小距離不得小于0.4米的安全距離；等電位電工系好高強度絕緣保護繩，帶好絕緣傳遞繩，報經工作負責人同意后沿絕緣子串進入作業(yè)點。進入電位時雙手抓扶一串，雙腳踩另一串，要求組合間隙大于4米方可進入強電場；由零電位逐漸到高電位的作業(yè)過程中，動作協(xié)調，以蹲姿行進，不可站立行走或爬行。扣除人體短接和零值絕緣子片數后，良好絕緣子片數不得小于23片，嚴禁短接絕緣子片數超過3片。

3.4 更換絕緣子

地勤人員用絕緣傳遞繩將閉式卡、雙頭絲杠傳遞至等電位作業(yè)位置，等電位電工將閉式卡、雙頭絲杠安裝在被更換絕緣子兩側，并連接好雙頭絲杠；收緊雙頭絲杠，使之稍稍受力后，沖擊試驗檢查各受力點無異常后等電位電工取出被換絕緣子上的前后鎖緊銷，繼續(xù)收緊雙頭絲杠，直至取出絕緣子。收緊絲杠過程中，盡量保證收緊幅度一致；下放或提升絕緣子過程中應保持用力的平緩，注意控制好留繩，確保玻璃絕緣子不碰到鐵塔，避免絕緣子閃動幅度過大。