耐张绝缘子串范文

耐张绝缘子串范文（精选5篇）

耐张绝缘子串 第1篇

耐张绝缘子串是架设输电线路过程中的重要元件, 主要包括陶瓷耐张绝缘子串和复合耐张绝缘子串两种, 它能够很好地起到将带电的导线与地面有效隔离开来, 并使得各电线保持自身的位置。在输电线路的运行维护工作中, 由于受到各种因素的影响, 绝缘子的损坏不可避免。

在输电线路的运行过程中, 绝缘子长期承受着电流的高压和自然环境的变化的影响, 其使用的瓷绝缘子为内胶装结构, 其内部的铁帽、瓷件、胶装粘合水泥的膨胀系数不同, 导致绝缘子的绝缘性随着运行时间的推移而逐渐降低, 甚至出现绝缘能力丧失的情况。绝缘子绝缘能力下降, 绝缘子老化、破损, 严重威胁着输电线路的运行安全, 220千伏及以下线路, 绝缘子串和输电线之间的距离并不大, 因此, 可以使用间接带电监测绝缘子的方法。但是, 在750千伏输电线路中, 高电压情况下, 使用间接带电监测方法并不适合, 所以, 必须要对750千伏耐张绝缘子串监测需要进行相关的技术研究。

750千伏带电监测耐张绝缘子串的工作原理为将高压线路上绝缘子串视为夹在两个金属电极之间的连续绝缘体, 理论条件下, 监测到的电压分布曲线是根据电磁场理论计算的电厂强度按照绝缘子轴向的变化曲线, 并在一般条件下呈光滑的“U”连续曲线。当绝缘子的导通性存在问题时, 在曲线上就会表现为该处曲线发生变化, 绝缘子发生故障时会使某处曲线产生下凹, 最终绝缘子会损坏。

2 直接测量绝缘子串各绝缘子电压的方法

2.1 直接测量法

750千伏带点监测耐张绝缘子串的方法主要是通过对各绝缘子电压的测量, 得到绝缘子电压的分布曲线, 并与理论计算的绝缘子电压分布图曲线进行比较, 由于绝缘子的主要性能的优劣是通过其电阻值的下降表现出来的, 因此, 抓住其本质为电阻值的下降, 再经过对实际测量的电压分布曲线与理论曲线的比较分析, 就可以得出绝缘子的好坏及其出现问题的位置, 这种直接测量的方式是比较常用的一种绝缘子电压监测方式。

2.2 直接测量法的不足

直接测量绝缘子串每个绝缘子的电压, 并经过对比实际电压测量曲线与理论曲线分布图得出绝缘子好坏及位置的方法存在一定的缺陷, 主要在于绝缘子投入正常运营之后由于各种原因会导致绝缘子串的实际电压分布和理论分布存在一定的偏差, 有些条件下偏差的范围较大, 分析过程十分复杂, 无法获取较为精确的结果。

3 750千伏耐张绝缘子串监测技术研究

3.1 750千伏耐张绝缘子串监测操作装置的研究内容

输电线路中耐张绝缘子串的监测采用活化间隙法进行监测, 这种监测方法存在着测量准确度差的问题, 并且, 由于750千伏耐张塔绝缘子片数量多, 工作人员进行监测的时间长、使用的监测工具较为笨重, 费时费力。操作装置的操作性不强成为了带电作业开展难度大的重要原因, 为了改善这种情况, 需要合理设计操作装置, 明确规范其适用范围, 抓住重点解决的问题和改进方向, 进而达到解决塔上监测读数困难、操作复杂、工具笨重、作业人员劳动强度大、危险性高等问题。

3.2 主要工作原理分析

耐张绝缘子串带电监测的主要工作原理就是通过在机械机构部分沿着绝缘子轴线方向步进, 到达绝缘子测量的最佳规定位置时停止, 将两只监测臂伸入绝缘子上下的连接钢帽位置, 在弹簧的作用下贴紧钢帽, 进而通过监测臂上的高压作用于绝缘子, 产生电流, 得到绝缘子的电阻值。

电阻值的下降变化是由于绝缘子性能优劣表现出来的, 因此, 从电性能来说, 其性能变化的本质是电阻值的下降, 因此, 绝缘子的电阻值是衡量绝缘子性能优劣的根本指标。

3.3 监测装置的主要构成

监测装置系统主要包括机械装置部分、电路控制部分和软件系统三个部分。

3.4 控制电路部分

控制电路部分的设计主要是通过后台计算机和现场控制器结合, 由现场控制器的直流供电路、整流电路等进行数据的采集、信号的采样等。工作流程结构主要是:高压产生电路-信号采样电路-信号调理电路-模数转换电路-智能单元CPU, 通过显示驱动电路与显示器、数字量输出锁存与驱动电路等执行器器件最终驱动电路。

3.5 系统软件

绝缘子绝缘能力下降, 严重威胁着输电线路的运行安全。耐张绝缘子串监测装置的系统软件是通过记录每次测量电阻值, 将其汇总, 并由专业的技术人员对其进行测试的每次电阻变化程度进行分析比对。经过系统软件对测量结果的比对和分析, 显示出绝缘子的优劣程度变化及是否需要进行更换, 最后汇总并建立主要的杆塔的两相绝缘子的数据库系统, 对相关的绝缘子电阻、电流数据和劣化程度分析进行备份, 便于专业的技术人员对数据观察。

系统软件的应用主要是为了进行绝缘子电阻和其他的数据汇总和分析, 由技术人员的分析, 找到线路上绝缘子劣化的普遍原因, 并针对其劣化的一般性原因进行相应的对策研究, 延缓绝缘子劣化的速度和绝缘性能的降低速度, 保证电路系统能够安全、正常运行。

4 总结

耐张绝缘子串是当前输电线路架设过程中常用的产品, 是架设输电线路过程中的重要元件, 在输电线路的运行过程中, 绝缘子长期承受着电流的高压和自然环境的变化的影响, 绝缘子绝缘能力下降, 绝缘子老化、破损, 严重威胁着输电线路的运行安全。750千伏耐张绝缘子串的塔上监测存在着读数困难、装置操作不灵活等问题, 需要相关的人员针对这些问题, 应用新技术、新材料、改进监测的工具, 解决耐张绝缘子串的监测操作困难的问题, 进而保障输电线路的架设安全和线路的正常使用。

摘要：耐张绝缘子串是当前输电线路架设过程中常用的产品, 需要和配套的相关电力金具一起使用, 并且可以根据施工的不同需要将两只或几只产品串到一起来进行拉力的强化, 进而达到输电线路架设拉力要求的一种电路架设产品。750千伏耐张绝缘子串的广泛应用使得电力部门的技术人员要加强对其工作状态的监测, 保障输电线路的架设安全和线路的正常使用。

关键词：耐张绝缘子串,监测技术,750千伏

参考文献

耐张绝缘子串 第2篇

1 绝缘子双联耐张串串型研究

锦屏—苏南±800 k V输电线路工程所用导线为JL/G3A-900/40 钢心铝绞线, 查阅标准GB/T1179—2008[5], 导线额定拉断力为198.83 k N。 参照文献[6-8], 对工程六分裂导线组、导线拉断力及安全系数等参数进行综合计算, 得出耐张串所需机械总负荷具体计算方法如下所示:

式中:F总为耐张串所需机械总负荷;F高为6 根导线JL/G3A-900/40 最高点使用张力;K1为绝缘子安全系数; Ta为导线最高点张力;n为导线数;T为导线水平张力;K2为挂点系数;K3为导线安全系数;T1为JL/G3A-900/40 导线额定拉断力。 由式 (1—4) 计算得到F总为1346 k N。

耐张串不同联数时每联绝缘子所需机械负荷为:

式中: f为每联绝缘子所需机械负荷;m为联数。 耐张串设计为三联时, 每联绝缘子所需机械负荷为449 k N, 选取负荷等级为550 k N;耐张串设计为双联时, 每联绝缘子所需机械负荷为673 k N, 初步考虑负荷等级为730 k N。 对以上2 种情况进行分析比较:

(1) 三联设计的单个绝缘子机械负荷为550 k N, 高于需要的449 k N, 能够保证6 根导线的安全运行, 且有成熟的经验, 但是此绝缘子串塔头部分两外挂点距离为1300 mm。 为了保证导线的受力平衡, 其下的三串绝缘子需连接组合联板, 将挂点数由三变为二, 增加了工程安装和运行维护的工作量, 同时自身的荷载也较大。550 k V三联耐张串图如图1 所示。

(2) 双联初步设计的单个绝缘子吨位为730 k N, 高于计算的673 k N, 此设计仅需两绝缘子串, 即可完成对六分裂导线的连接。同时, 减小了两耳轴挂点的间距, 降低了铁塔悬挂点的扭矩, 改善了铁塔受力条件, 提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震能力, 为工程的安全性和稳定性奠定了基础。

由此可以看出, 730 k N绝缘子双联耐张串的综合性能要优于550 k N三联耐张串, 但730 k N双联所承受的总吨位略低, 考虑工程运行的安全性, 并听取工程相关方的意见, 将730 k N提高到760 k N。 760 k N双联耐张串图如图2 所示。

2 配套金具研究

耐张绝缘子串金具主要包括联塔金具、联板、碗头挂板、耐张线夹、跳线间隔棒、均压环、屏蔽环等。研制按照GB/T2314—2008[9]、GB/T2315—2008[10]等国家、电力行业标准和工程技术要求进行。 该研究重点是760k N绝缘子双联耐张串配套金具, 故仅对碗头挂板、联塔金具、跳线间隔棒等主要产品作一简要分析。

2.1 碗头挂板

目前, 国内相关标准中, 绝缘子串元件的球窝连接尺寸[11]最大连接标记所对应的碗头挂板标称破坏载荷为550 k N, 参照碗头挂板相关标准的结构型式, 根据与绝缘子厂家配套的绝缘子部件相关尺寸, 结合现有碗头挂板系列的设计经验[12], 成功开发出760 k N碗头挂板。

碗头挂板的碗头部分整体外形设计为圆柱状, 外径为D120 mm, 构造独特, 不仅能够满足工程的安全和连接尺寸的要求, 而且方便了生产加工, 提高了工艺性能。其球窝尺寸的设计根据760 k N绝缘子串元件配合尺寸综合考虑, 头部尺寸为41 mm, 球窝半径RS定为50 mm, 以配合760 k N的绝缘子球头颈部, 球窝及外形等相关尺寸既考虑到连接灵活, 配合适当, 又保证安全可靠。 结构型式如图3 所示。

2.2 联塔金具

联塔金具是将耐张绝缘子串连接到铁塔横担上的一个金具, 它决定送电线路是否安全运行。除要有足够的机械负荷以外, 联塔金具更需具备转动的灵活性和耐磨性。目前特高压输电线路工程中采用的耳轴挂板, 能够各个方向转动灵活。根据特高压线路设计经验, 考虑联塔金具的上部与铁塔连接处的磨损等因素, 联塔金具的负荷一般比理论需要的高, 该耳轴挂板所定吨位比760 k N绝缘子负荷高一个等级, 为840 k N。 与550 k N三联绝缘子串进行比较, 该耳轴挂板厚度增加到36 mm, 螺杆杆径扩为D48 mm 。 同时, 针对导线耐张串负荷的特点, 联塔金具采用整体锻造方式加工, 以提高组串的机械性能。 具体的型式如图4 所示。

2.3 跳线间隔棒

间隔棒[13]分为刚性间隔棒和柔性间隔棒2 类。 刚性间隔棒使子导线之间不产生任何位移, 但防止微风振动和抑制次档距振荡效果不好。 因此目前导线间隔棒大多采用柔性间隔棒。因为阻尼形式的不同, 柔性间隔棒通常分为橡胶阻尼和弹簧阻尼2 种。 橡胶阻尼方式是利用在关节处嵌入橡胶垫, 消耗振动能量, 对抑制微风振动和次档距振荡效果明显, 从运行状况来看, 情况较好。

该跳线间隔棒的设计采用橡胶阻尼间隔棒。 在直臂和夹头本体的关节处, 嵌入橡胶垫, 以抑制微风振动。 同时, 为保护导线的磨损和消除振动, 间隔棒的夹头内侧放入橡胶垫, 具体设计如图5 所示。

3 试验情况

760 k N绝缘子双联耐张串配套金具, 所有的联结金具均通过了破坏荷载试验, 同时耐张线夹通过握力试验, 均压屏蔽环通过了电晕试验。 目前, 研究开发的760 k N绝缘子双联耐张串非标金具已成功应用于锦屏-苏南±800 k V输电线路工程, 运行良好。

3.1 碗头挂板试验

取3 件碗头挂板进行试验, 外观尺寸、镀锌层厚度均符合要求。 机械试验按照GB/T2317.1—2008[14]要求进行。 3 件试品试验数据均符合要求, 判定为合格 (如表1 所示) 。 碗头挂板试验时间- 试验力曲线详见图6至图8。

3.2 耐张线夹试验

试验采用对拉形式, 夹于卧式拉力机上, 按照GB/T2317.1—2008 相应要求进行试验, 在张力逐步增加到规定的握力值, 保持60 s后, 金具与导线未发生相对滑移现象, 并且导线没有出现断股或破坏。 经判定, 3 个试件全部合格。 具体情况如表2 所示。

4 结束语

760 k N绝缘子双联耐张串, 与550 k N三联耐张串相比较, 在保证安全运行的情况下, 减少了绝缘子和金具的数量, 优化了组串的结构形式, 节约了成本, 符合我国特高压建设中“降本增效”这一理念。同时, 双联耐张串还缩短了两外挂点间的距离, 减少了导线荷载对铁塔悬挂点的扭矩, 改善了铁塔受力条件, 提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震能力, 从而为工程的安全性和稳定性奠定了坚实的基础。 研究开发的760 k N绝缘子双联耐张串所配套的碗头挂板等非标金具符合国家、电力行业标准和工程技术规定, 机械和电气性能试验均满足要求。研究成果已成功应用于锦屏—苏南±800 k V输电线路工程。

摘要：为提高特高压输电线路工程安全可靠性和经济合理性, 减少安装和运行维护工作量, 适应绝缘子向提高负荷等级方向发展的趋势, 开发了760 kN绝缘子耐张串非标金具。采用760 kN绝缘子双联耐张串替代550 kN绝缘子三联耐张串, 减少了绝缘子和金具的数量, 缩短了两外挂点间的距离, 改善了铁塔受力条件, 提高了铁塔的抗冰、抗风和抗震能力。该研究成果已应用于锦屏—苏南±800 kV直流特高压输电线路工程中。

耐张绝缘子串 第3篇

关键词：特高压,耐张绝缘子串,绝缘起吊支架,研制

0引言

1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范 工程是中国首个特高压工程,全长640km,河南境内342.8km。该线路正式投运后,实现了双向、全电压、大容量输电,最大输送功率达572万kW,是目前世 界上运行 电压最高、输 电能力最强、技术水平最先进的交流输电工程。

特高压输电线路分布于野外,所经地区 地形地貌、气 象条件复杂,作为核心电气元件的绝缘子容易劣化,如何保证特 高压线路安全稳定运行是运维单位的头等大事。带电更换耐 张绝缘子是带电作业中的一个重要项目,也是保证线路安全的重要检修手段。以往带电更换耐张绝缘子主要采用绝缘子闭 式卡中间电位法。经现场实践研究发现,1000kV线路导线机械张力大,目前国内最先进的液压收紧绝缘子闭式卡具的重量约为35kg,耐张串使用唐山NGK生产的CA597EX绝缘子,单片重量约为23.5 kg,耐张绝缘 子串之间 的水平距 离大约为250mm,小于耐张绝缘子单片的结构高度和盘径,耐张绝缘子单片不能从绝缘子串的中间进行提取。在特高压输电线路 上更换耐张绝缘子时,由于绝缘子的重量大和绝缘子串的间距小等原因,带电作业人员无法采用传统的带电更换耐张绝缘子方法完成操作。我们 针对该问 题进行了 分析、研究,研制出了1000kV特高压交流线路耐张绝缘子串绝缘起吊支架,以便现场更换耐张绝缘子单片。

1工具的创新性

(1)在全国首次成功解决了1000kV特高压交流线路带电更换耐张绝缘子串过程中绝缘子、卡具等重量大,串间距离小,无法进行带电作业的难题,具有使用简单便捷、通 用性强、重量轻、安全系数高等优点,填补了国内带电作业领域耐张 绝缘子串起吊机具的空白。

(2)利用2串平行绝缘子的钢帽为锚固点,支撑架固定夹具采用半圆形铝合金卡具和可调节钢丝软绳套组合收紧,有效解决了绝缘子钢帽加工误差和绝缘子型号的通用性问题;利用三角旋转悬臂机构作为起吊点,可以满足多方向、多角度调 整起吊物位置的要求,便于绝缘子的安装。

2绝缘起吊支架的结构及安装

耐张绝缘子串绝缘起吊支架技术结构示意图如图1所示。

2.1绝缘起吊支架的结构组成

1000kV特高压交流线路耐张绝缘子串绝缘起吊支架主要为由立柱、斜撑杆和横撑杆组成的三角形支架,立柱的第 一端与斜撑杆的第一端铰接,立柱的第二端与横撑杆的第一端铰接,横撑杆的第二端与斜撑杆的第二端铰接,立柱的第二 端和横撑杆的第二端均连接有固定夹具,立柱上还设有三角形悬臂旋转起吊支架。

1—立柱2—斜撑杆3—横撑杆4—硬质夹具5—可调节钢丝软绳套6—吊架横撑7—吊架斜撑8—吊孔

2.2绝缘起吊支架的安装使用

通过固定夹具能够将由立柱、斜撑杆和横撑杆组成的三角形支架有效地固定在2串平行耐张绝缘子串上,再通过三角形悬臂旋转起吊支架,使用挂在支架吊孔的绝缘滑车和传递绳将绝缘子卡具和绝缘子吊至工作位置,方便高空作业人员对绝缘子卡具和绝缘子进行起吊和安装,从而解决绝缘子重量 大、绝缘子串间距小、作业人员无法操作的难题。

3工具研制的理论依据

(1)GB/T2900.55—2002《电工术语带电作业》第2.12.10条中“绝缘起重机具:装配在构架适当位置,由不同的支撑绝缘杆和绝缘工具组成的旋转吊臂结构”的有关规定。

(2)GB/T18037—2008《带电作业工具基本技术要求与设计导则》第4.1条中“绝缘材料电气性能指标要求:推荐环氧树脂玻璃纤维增强型复合材料等作为制作带电作业工具的主绝缘材料”、第4.4.1条中“用于承力工具的绝缘材 料,应具有较好的纵向机械加工和接续性能,在连接方式确定后,材料应具有相应的抗剪、抗挤压及抗冲击强度;用于承力工具的金 属材料,除高强度铝合金外,不允许使用其他脆性金属材料”等有关规定。

(3)GB13398—2008《带电作业用空心绝缘管、泡沫填充绝缘管和实心绝缘棒》第4条中“带电作业用泡沫填充管材料、标称尺寸、电气特性、机械性能”的有关规定。

(4)《国家电网公司电力安全工作规程(线路部分)》2013版第10.12条中“带电作业工具的保管、使用和试验”的有关规定。

4工具研制的实施步骤

4.1绝缘起吊支架设计

收集整理特高压耐张绝缘子型号、设计图 纸,停电模拟 更换绝缘子,汇总分析关键技术参数,如表1所示。

4.2绝缘起吊支架设计图绘制

经过分析,确定绝缘起 吊支架的 额定工作 负荷为500 N。绝缘起吊支架结构设计为由立柱1、斜撑杆2和横撑杆3组成的三角形支架,立柱1的第一端与斜撑杆2的第一端铰接,立柱1的第二端与横撑杆3的第一端铰接,横撑杆3的第二端与斜撑杆2的第二端铰接,立柱1的第二端和横撑杆3的第二端均连接有固定夹具(硬质夹具4),硬质夹具4下方设有可调节钢丝软绳套5。立柱1上还设有三角形悬臂旋转起吊支架,三角形悬臂旋转起吊支架包括吊架横撑6和吊架斜撑7,吊架横撑6的第一端与立柱1的第一端转动连接,吊架横撑6的第二端与吊架斜撑7的第一端铰接,吊架斜撑7的第二端与立柱1转动连接,吊架横撑6的第二端上设有吊孔8。

4.3绝缘起吊支架材料选择

根据理论依据所列的国家标准进行支架材料的选择,固定夹具为硬质夹具,材质采用高强度铝合金LC4。立柱、斜撑杆、横撑杆、吊架横撑和吊架斜撑均采用带电作业用泡沫填充绝缘管,管径包括30和36两种,管材抗拉 强度为800 N/mm2。金属连接件采用LC4,抗拉强度为500N/mm2,金属接头采用Q235钢。材料选择确定后,对其做机械试验,在3倍额定负荷下转动灵活,在1500N/mm2负荷作用下无损坏变形,该材料完全符合现场使用要求。

4.4部件组装及现场试验

(1)地面组装。所有连接部件制作好后进行组装。

(2)现场组装。1000kV特高压停电检修期间,我们在长南Ⅰ线280#耐张塔上进行了现场使用,功能满足要求。

5安全效益

耐张绝缘子串 第4篇

(1)线路输送功率与常规线路相比有很大提高。例如,我国第一条500 kV紧凑型线路昌平房山线路,其自然输送功率为1 340 MW,是常规线路的134%(2000年5月6日大负荷实验时线路功率1 360 MW持续运行1 h,1 600 MW运行30 min,一切正常),单位走廊宽度的自然功率是常规线路的5倍。该情况证明紧凑型线路可以在给定的走廊宽度内显著增加自然功率,能够满足未来大量输电的需要[7]。

(2)线路走廊宽度大为减小。2根最边相导线距离由原来一般设置的24.6 m减到6.7 m,线路走廊宽度较常规线路减少17.9 m,因而大大减少了线路所占土地。可供线路走廊紧张、输送功率大的地区因地制宜采用,并为大型水电站(如三峡电站)、火电站难以解决的线路走廊问题提供一种可供选择的解决方案。尤其当线路经过森林、城镇、陡峭山坡及出站、进站时,紧凑型线路的优势十分明显。

(3)紧凑型线路的地面电场强度大大降低,高场区域宽度大大减小,改善了电磁环境。这主要是保证地面行人、过车的安全。

(4)三相子导线呈倒等边三角形安置在塔窗内,在大量的计算比较基础上,结合国内的线路设计、金具制造、施工、维护等有关技术的工程实际,子导线均匀地分布在圆周上是目前总体较优的方案,具有较强的可操作性。

基于以上几个优点,当前南方电网500 kV骨干网架越来越多地运用紧凑型线路,但500 kV紧凑型输电线路带电作业实践经验仍十分匮乏。以500 kV天广四回罗平至百色段紧凑型线路为例,其自然输送功率达130万kW,比常规500 kV输电线路约提高了30%,若采用带电作业的方式消缺,按每次消缺时间5 h计算,减少的停电时间可创造直接经济效益325万元,经济效益明显。而不停电状况下消缺,对提高线路可用率,确保电网安全、稳定运行起到很大作用,对网架运行方式的贡献和对经济社会的影响更是不可估量。由此可见,500 kV紧凑型输电线路带电作业对我国国民经济可持续发展具有战略性意义。

1 有关研究结论简介

2004年,500 kV天广四回罗平至百色段紧凑型线路建设之初,超高压输电公司与武汉高压研究所完成了题为《500 kV天广四回罗平至百色段紧凑型线路带电作业研究》[1]的科学技术报告,报告中对此条线路带电作业相关数据进行大量科学计算后得出如下结论:

(1)带电作业时相对地最大操作过电压为2.07 p.u.;带电作业时相间最大操作过电压为2.77 p.u.。

(2)天广四回罗平至百色段紧凑型线路在海拔1 000 m以下地电位和等电位作业相对地的最小安全距离为3.2 m,等电位作业时相间最小安全距离为4.6 m;海拔1 000 m及以上地电位和等电位作业相对地的最小安全距离为3.4 m,等电位作业时相间最小安全距离为5.0 m。

(3)天广四回紧凑型线路采用常规作业方式可以安全进行等电位和地电位作业。

针对上述3点结论,中国南方电网超高压输电公司南宁局完成了对500 kV紧凑型线路直线塔带电作业实践操作的研究,实现了带电更换紧凑型线路直线整串绝缘子等大型检修工作。在此基础上,该局带电作业专家小组不断总结经验,研制出了带电更换500 kV紧凑型线路耐张整串绝缘子的整套工具,并确定了工作人员进入等电位的方法。

2 500 kV紧凑型输电线路带电作业工具的设计和制造

2.1 紧凑型线路带电作业工具设计原则

根据紧凑型线路的特点和《关于发送500 kV昌房紧凑型线路带电作业安全距离审查意见的通知》(华北电集超[1999]23号),华北电力科学研究院推荐带电作业的安全距离[2,4,5]如下:

(1)进行地电位带电作业时人身与带电体之间的安全距离不应小于2.8 m。

(2)等电位作业人员对地距离不应小于2.8 m,对邻相导线的距离不应小于4.0 m。

(3)等电位作业人员在绝缘梯上作业或沿绝缘梯进入强电场时,其与接地体和带电体2部分间隙组成的组合间隙不得小于3.0 m。

(4)绝缘绳索的有限长度不得小于3.0 m。

根据紧凑型线路带电作业的安全距离要求,本文认为500 kV紧凑型线路带电作业器具的设计应遵循如下原则[6]:

(1)工具选材优良,绝缘材料[3]既要有足够高的机械强度,又要有很高的耐受电压水平和耐潮性能,还要有抵抗异常气候状态的能力,延缓事故发生的时间,以确保工作人员的安全。

(2)通用性好,一套工具可更换所有串长组合或部分组合,减少工具配量,以减轻工作人员携带工具的重量。

(3)操作方便、灵活、省力,过牵引量小,功能齐全,塔上人员带器具数量最少。

2.2 本文设计的紧凑型线路带电作业器具介绍

由于导线分裂数的不同,在金具型号、连接形式上,紧凑型线路与普通四分裂导线存在较大差异。500 kV普通输电线路绝缘子串导线端为双联板纵向连接,而紧凑型线路为单联板横向连接,致使普通线路带电作业工具无法在该型式耐张塔上使用,必须依照金具连接情况,设计合适的工器具,制定完备的方案,以满足带电作业的要求。针对紧凑型线路上述特点,本项目对更换耐张整串绝缘子所需的工器具进行了设计与研究。图1(a)、图1(b)为500 kV普通线路金具连接图,图1(c)、图1(d)为紧凑型线路金具连接图。其中,图1(a)与图1(c)相比较,图1(b)与图1(d)相比较。

下面将逐一介绍本文设计工器具。

(1)塔头端三角联板专用翻板卡(如图2所示)。针对紧凑型线路耐张塔特有的三角联板单挂点与塔身连接的情况,设计此专用卡,用以卡住绝缘子串大螺栓。在更换整串绝缘子过程中,此卡具以大螺栓为支点,承受拉力的作用。此卡具采用铝合金材料,自重8 kg,额定负荷98 kN,进行2倍额定负荷试验,无变形和损伤,机械强度符合电力工器具通用技术条件标准。从结构上看,此翻板卡采用翻盖活动式,上下受力面连成一体,方便人员在塔上进行组装。而翻板卡两端配以活动式加长接头,与绝缘拉杆连接,使得拉杆可以在水平和垂直方向上随意转动,解决了塔头端三角联板和导线端卡具受力不在同一平面上时,会使承力工具变形的问题。

(2)导线端四联板专用卡及特制支撑架(共3件,如图3所示)。导线端连接绝缘子串和导线的金具为一块平行四联板,均压环4个安装孔中,有2个恰好与绝缘子串中心在同一直线上,在与导线连接的三角联板上无一施工孔可用,若不拆除均压环,只在四联板中心设计A点安装单点拉力工具,则2串绝缘子正常运行时承受的拉力将会全部转移到带电作业工具上,则工具的尺寸和重量将会随着荷载的增加而增大,且现行的丝杠和拉杆将难以满足如此大负荷拉力的要求。若是以导线端碗头挂板螺栓B处为中心,设计类似塔头端的翻板卡,则碗头挂板和最后一片绝缘子球头将难以脱出和复位,增加作业时间和劳动强度,且丝杠若以此点为支点,在伸缩过程中将会多短接500 mm左右的空气间隙,降低了带电作业的安全系数。因此,本项目最终选择拆卸均压环,以均压环安装孔和四联板中心为支点,设计导线端专用卡具(如图3所示)。为了更方便拆除碗头挂板螺栓,特制了支撑架,此支撑架与四孔特制卡在螺栓紧固下,与四联板形成一个整体(如图4所示)。

支撑架有4个调整孔,可以根据耐张塔转角情况适当调整其高度,利用一条Φ121m的钢丝绳,一端连接上子导线耐张压接管处的“U”形螺丝,另一端穿过调整点处的卸扣,与转向滑车连接。总牵引绳受力至可以脱出碗头挂板螺栓时,支撑整串绝缘子的重量,调整点处的卸扣,通过钢丝绳的柔性,给予转向滑车以微小的摆动空间,使之更能适应不同转角绝缘子串碗头挂板螺栓更容易脱出的要求,实用性非常好。图5为支撑架现场应用的图片。

(3)丝杠和绝缘拉杆。本项目采用等电位人员在导线端紧、松丝杠的方法,解决了双绝缘子串单挂点带来的难题。选用通用的合成绝缘拉杆,其破断力均超过21t,所使用的绝缘子的破断力为30 t,2根绝缘拉杆的合力大于绝缘子的破断力,机械强度满足安全要求。项目采用高强度滚珠丝杠,与过去的滑动丝杠相比,驱动扭矩达到1/3以下,滑动丝杠的效率为32%,而滚珠丝杠的效率在96%以上,这大大减轻了工人在高空作业时的劳动强度,现场使用情况反映良好。

3 进入等电位方法的探索

本项目利用均压环与联板连接点为转向支点,通过绞磨、总牵引绳和吊篮直接将人员送进等电位。操作步骤如下:

(1)塔头端一人员带着传递绳1条及滑车1个至塔顶A点,装好滑车[如图6(a)所示]。

(2)地面人员利用传递绳,将第一条总牵引绳经转向滑车传至塔头A点,塔头人员将转向滑车挂好[如图6(b)所示]。

(3)地面人员将第一条总牵引绳移至均压环内侧,均压环与挂板连接[如图6(c)所示]。

(4)地面人员将一闭口滑车和第二条总牵引绳组装好,一并通过第一条总牵引绳传至B点[如图6(d)所示]。

(5)等电位人员进入吊篮,打好后备保护,绞磨启动,利用第二根总牵引绳将人员送入等电位[如图6(e)所示]。

此方法因为转移了挂点,使得人员进入等电位过程中空气间隙远远大于规定的安全距离,电气安全性好;利用空中滑车将受力转移到主材上,机械性能优良;利用均压环螺栓为转向支点,通用性好。同时,免去了等电位人员上塔过程,大大减轻了等电位人员的劳动强度,具有一定的推广价值。图7为现场操作图。

4 结论

综上所述,本项目对紧凑型线路耐张塔带电作业工器具的研发,对进入等电位路径的选择,对导线端关键支点的探寻工作都已全面完成,模拟带电作业工作进展顺利,为该类线路在不停电状态下消除紧急缺陷做好了充分准备。此次工作证实:

(1)新研发的整套承力工具是安全可靠的。

(2)导线端作业人员选择从均压环处进入等电位,此通道选取正确。

(3)针对紧凑型线路耐张塔更换整串绝缘子的工作,在导线端收、松丝杠是完全可行的。

因此,在500 kV天广四回罗平至百色段紧凑型线路上开展带电作业是完全可行的。近年来,电网建设迅猛发展,输电线路技术水平不断提高,但紧凑型输电线路的运行维护还不成熟,因此还须结合实际,不断总结经验,探索创新,才能研制出更好、更适用的工具和方法,以确保电网安全稳定运行。

摘要：通过对500kV紧凑型输电线路带电更换耐张整串绝缘子实践操作的探讨,研制出紧凑型线路带电作业所需工具,选择进入等电位的通道,并制定了一套完整的作业方法,于2008年11月在500 kV天广四回罗平至百色段紧凑型线路551#塔上模拟带电工况,成功完成带电更换紧凑型输电线路耐张整串绝缘子的试验。

关键词：500kV紧凑型线路,带电作业工具,作业通道,关键支点

参考文献

[1]胡毅,王力农,谷定燮.天广四回罗平至百色段紧凑型线路带电作业研究[R].武汉:国网武汉高压研究院,2004.

[2]丁正一.带电作业技术基础[M].北京:中国电力出版社,1998.

[3]DI/T620—1997,交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].

[4]国家电力公司.关于修订500 kV线路带电作业安全距离的通知(国电发[2002]728号)[Z].

[5]GB/T 19185—2003,交流线路带电作业安全距离计算方法[S].

[6]张海军,张国亮.500kV紧凑型输电线路耐张塔带电作业工具的研制[J].电网技术,2005,29(24):82-84.

耐张绝缘子串 第5篇

目前,带电作业已在500kV输电线路中广泛开展,带电作业的开展对输电线路的安全稳定运行及提高输电线路供电可靠性具有非常重要的意义。对于更换耐张塔导线侧第一片绝缘子,虽然有更换耐张整串的专用工具,但其费时费力,作业时间长,作业过程也较为复杂。而更换耐张单片的专用卡具又不适用于更换导线侧第一片绝缘子。若发生耐张塔导线侧第一片绝缘子破损,不易对其进行带电更换,严重影响线路的安全可靠运行。

1 专用工具设计基本原则和技术难点

1.1 基本原则

1)安全可靠、机械强度高,正常操作不会发生损坏,符合带电作业要求;

2)结构合理、操作方便;

3)通用性好,一套工具能适用不同串长作业;

4)重量轻,便于携带。

1.2 技术难点

带电更换耐张单片及更换整串工具技术已经成型,在这个方案的基础下,只要解决了两端卡具的连接问题,其他问题将顺利解决。

2 设计、开发专用工具

2.1 设计思路

充分利用卡具更换耐张绝缘子的原理,将更换整串绝缘子的前卡设计成与导线联板连接的楔入卡,然后将楔入卡和卡具法更换绝缘子时的后卡利用丝杠连接,即可解决更换耐张串导线端第一片绝缘子的难题。

2.2 专用连接件原材料的选择、加工

专用连接件选择机械强度高、重量轻的金属材料进行加工,加工形状如右图所示。

2.3 受力计算及拉力试验

通过查阅500kV输电线路的设计图纸得知,500kV输电线路使用的导线(LGJ400/35)拉断力为98 700N,安全系数为2.5。根据《国家电网公司电力安全工作规程(线路部份)》,国家电网安监[2009]664号中10.12.3.6第三条的要求:带电作业工器具静荷重试验应在2.5倍允许工作负荷下持续5min,工具无变形及损伤者为合格,因此专用连接件只要在静荷重试验≥98 700N的情况下持续5min,则说明该连接件合格。通过试验,该专用连接件在拉力100kN,静荷10min的情况下,连接件无变形、损坏。

2.4 结论

1)通过力学计算,设计并校核卡具各部分的应力,均达到需用范围。

2)新设计的楔入卡和后卡能顺利通过丝杠连接,通过收紧丝杠解决了更换耐张串导线端第一片绝缘子的问题。

3 操作导则

1)等电位人员携带绝缘单滑车及循环绳登塔至横担挂点处,系好后备绳。

2)等电位作业人员携带绝缘单滑车及循环绳,两脚踩在一串绝缘子上,两手扶在另一串上,手脚并用,“跨二短三”,进入检修部位,将安全带系在未作业的另一串绝缘子上。

3)在地面作业人员的配合下,利用绝缘循环绳起吊后卡安装在破损绝缘子前一片位置,然后将楔入卡安装在导线联板上,最后利用丝杠将后卡与楔入卡进行连接。

4)等电位人员在检查工具安装无误后,收紧丝杠,使被更换绝缘子松动,在确认各部连接无误后取出销子,对破损绝缘子进行更换。

5)检查无误后,拆除工具。

6)出电位,下塔,工作结束。

4 现场应用及效果分析

4.1 现场应用

该工具研制成功后,经多次现场应用并跟踪检查,具有操作灵活、重量轻、结构简单等优点,作业过程中无卡住、裂纹、变形等现象,提高了工作效率,减轻了工作强度,改善了作业条件。

4.2 经济效益

目前500kV电网已成为山西的主力电网。按500kV输送能力单回80万kW考虑,每次带电作业由5小时缩短为1小时,这样可以保证持续的供电,提高了供电可靠性,从而取得较好的经济效益。

4.3 社会效益

带电更换500kV耐张塔导线端第一片绝缘子工具的研制成功,使带电更换500kV耐张塔导线端第一片绝缘子成为了现实,拓宽了带电作业的范围。这一研究既提高了线路的安全运行指标,确保持续、安全的供电,又为提高供电可靠性作出了很大贡献,取得了较好的社会效益。

摘要：文章针对500kV输电线路耐张塔导线侧第一片破损绝缘子不易带电更换的问题,探讨了一种专用工具的研制方法。

关键词：500kV输电线路,耐张塔,导线侧第一片,专用工具

参考文献