基于500kV输电线路盘型整串绝缘子的更换探究

基于500kV输电线路盘型整串绝缘子的更换探究

覃登山

覃登山

（南方电网超高压输电公司柳州局广西自治区柳州545000）

摘要：500kV输电线路整串绝缘子，传统更换方法为机动绞磨法。但是500kV输电线路大部分处在地广人稀的“高、旷”地带，车路无法到位，所以运输存在很大的困难，但是使用滑车组和8字环的配合使用替代传统的使用机动绞磨机的作业方法即安全、可靠、高效地完成了整串绝缘子的更换工作又可以解决山路上的运输问题，提高了工作效率，降低了费用成本。

关键词：500kV；输电线路；盘型；整串绝缘子；更换

盘型绝缘子大量应用于500kV输电线路中，由于绝缘子的击穿、闪络及防污要求等原因，每年各电力企业均进行大量的整串绝缘子更换工作，而这些被更换的绝缘子串中，绝大多数是盘型绝缘子。由于合成绝缘子的防污性能远比盘型绝缘子好，维护方便，因此，当前大修技改工程大多将盘型绝缘子更换为合成绝缘子，现阶段更换盘型绝缘子大多采用手摇绞磨机或者机动绞磨机来更换，但手摇绞磨机和激动绞磨机都比较重，高山地区搬运不便，因此，本文引进更轻便安全系数高的作业工具和作业方法，安全、可靠、高效地完成合成绝缘子替换盘型绝缘子工作。

一、作业方法

1.1传统的更换方法

传统的更换盘型整串绝缘的方法有很多种，最常用的作业方法是采用机动绞磨机机和手摇绞磨法。就是在使用吊杆、葫芦等承力工具转移绝缘子串的荷载，脱出导线端的连接后，通过绞磨机提升绝缘子将绝缘子脱离塔头端的连接，然后传送至地面，而合成绝缘子则因为总量较轻可直接通过人力传递完成复位。但是500kV输电线路大多数处在地广人稀的“高、旷”地带。一旦车路不通，只有靠人力运输机动绞磨，这样就会导致，成本高、耗时久、效率低，运输过程中还存在一定的人身安全事故，所以研究制作一套安全、轻巧、操作简单的作业工具是非常必要的。

1.2作业方法的改进及工器具研制

在更换盘型绝缘子串作业工程中，绞磨机的作用是提升绝缘子，使绝缘子串能脱离塔身连接，并安全传送到地面，500kV交流线路盘型绝缘子串一般重200kg左右，单串直流的盘型绝缘子如±500kV天广直流线重约为420kg，这个重量直接使用人力很难完成提升及传递工作。根据现场作业实际，丝杠吊杆、导线勾均比较轻便。但是机动绞磨机笨重且操作要求苛刻，手摇角磨机的安全性能不满足作业要求上。所以找出这些关键点后，我们开始着手寻找一种操作简单、轻巧易带、安全系数符合电力规程的作业工具代替机动绞磨机。

1.3新工具的使用

通过研究论证最终采用3-3动滑轮引出的滑车组和八字环代替机动绞磨进行500kV输电线路盘型悬垂绝缘子串的更换。经特殊改造后的速降8字环荷载为10T，安全系数要比平时更换整串绝缘子使用的3T机动绞磨安全系数还要高出3.3倍，使用绳索范围扩大到Φ14-Φ24，因此满足更换绝缘子串总牵引绳的要求绝缘子串在脱离、复位塔头端时仅需提升绝缘子串15cm左右即可完成作业，经过3-3动滑轮引出的滑车组，500kg重的绝缘子尾端受力f=500/(3+3+1)*0.9=79.4kg(综合效率取0.9)，2-3个人即可完成这个整串绝缘子的提升工作，因此绝缘子串在脱离、复位塔头端时的滑车组完全可以代替角磨机的作用。但是，使用滑车组将绝缘子串放到地面则需至少7倍(3-3滑车组时)塔高长度的牵引绳，这在500kV以上呼高普遍在40-50米左右的杆塔来说，绳子越长，使用越容易产生缠绕等作业风险，因此只能将传递绝缘子串的工作拆分，用另一种轻便的工具来完成。

当盘型绝缘子换盘型绝缘子时，由于两串绝缘子重量相当，可以采用一上一下的方法，将新旧两串绝缘子同时完成传递工作；当采用合成绝缘子（35kg左右）换盘型绝缘子时，由于塔上的盘型绝缘子重量要比合成绝缘子重太多，因此，必须借助工具卸掉大部分盘型绝缘子的重量，才能控制住绝缘子传递的速度，避免出现设备及人身事故事件。根据8字环仅需单绳即可完成下方重物的特点，在通过滑车组完成绝缘子串的脱离后，将绝缘子串的重力转移到速降8字环上就能轻松完成绝缘子串的传递工作，从而最终达到安全、可靠、高效、便捷地完成绝缘子串的更换工作。更换步骤如图1：

步骤1、塔头工作人员将链条葫芦挂在塔头，导线端工作人员收紧链条葫芦和导线钩将绝缘子串受力转移到链条葫芦，使绝缘子串处于松弛状态，卸下绝缘子串底部与联板链接的螺栓，这样盘型绝缘子串尾部与联板连接解除。

步骤2，拉动绳索53，牵引绳7随之受力后将盘型绝缘子串提起，使塔头固定盘型绝缘子串顶部的螺栓处于松动状态，塔头工作人员顺势将该螺栓抽出，这样，盘型绝缘子串顶端也失去连接。

步骤3，回收绳索53，直至牵引绳7处于绷直状态时拆除滑轮组5，此时盘型绝缘子串对牵引绳7的拉力全部转移到八字环6上。

步骤4、松开固定于铁塔1靠近盘型绝缘子串一侧的塔脚的牵引绳7的另一端，通过八字环6慢慢回放牵引绳7，盘型绝缘子串下降的同时，由于传递绳3连接在盘型绝缘子串尾部，盘型绝缘子串下降过程中对传递绳3的拉力足以把合成绝缘子拉到塔头，这样省去了盘型绝缘子降到地面后，再人工使用传递绳将合成绝缘子拉到塔头的过程。当然，如果是绝缘子串2的重量不大于绝缘子串4的重量，则地面人员拉动传递绳即可实现二者位置的互换。

最后，地面人员配合塔头人员拉传递绳将合成绝缘子拉至绝缘子串上螺栓孑L和塔头U型挂板螺检孑L重合，插入螺杆，拧紧螺母，上好R销。导线端工作人员调整链条葫芦，将联板螺栓孔对准碗头挂板螺栓孔，上好螺栓，拧紧螺母，插好R销。后续按作业步骤撤下作业工器具，塔上无遗留物，人员安全下塔，即完成更换。

二、应用效果分析

经特殊改造后的速降8字环荷载打10T，安全系数要比平时更换整串绝缘子使用的3T机动绞磨安全系数还要高出3.3倍，使用绳索范围扩大到Φ14-Φ24，满足了更换绝缘子串总牵引绳的要求。经现场使用试验，一串420kg重的盘型绝缘子其尾端受力仅为67kg，2个人就能轻松控制，相比因此安全、可靠，便捷的完成。

当前市面上普通的8字环使用荷载为2.5T，使用绳索范围为Φ6-12mm，广泛应用于速降，源自高山探险下撤保护技术，在抢险、运输行动中也经常使用，后来演化成与攀岩、蹦极类似的极限户外运动项目。经过改造后的专用速降8字环许用荷载为10T，许用绳索范围扩大到Φ14-Φ24，满足了更换绝缘子串使用绳索的要求。10T许用荷载的8字环安全系数要比平时使用的3T机动绞磨安全系数还要高出3.3倍，是手摇绞磨机无法比拟的，所以使用替代绞磨机使用速降8扣是安全可靠的。且使用速降8扣操作简单、便捷，不需要专业培训的操作员，相比机动绞磨机的使用，节省了专业机动绞磨机操作员的培训工作，减少培训。

结语

使用滑车组和8字环代替机动绞磨机完成整串盘型绝缘子串的更换工作更加安全、高效，投入的人力物力资源更少，有效降低了更换整串绝缘子停、带电作业的作业风险和各项资源成本，提高作业效率，和线路可利用率。

参考文献

[1]李景忠.整体更换500kV耐张绝缘子串施工工艺分析[J].机电信息.2013.

[2]谭永殿.±500kV天广直流线带电更换直线转角塔整串绝缘子工器具设计研究[J].广西电业.2013.

作者简介

覃登山（1984.12.28），男，研究方向:输电线路运检，