(云南电网公司曲靖供电局输电管理所云南曲靖655000)
摘要:曲靖局所辖500kV线路共有22条，线路长度1081.582Km,塔基数量2732基，直线塔、直线转角铁塔占总铁塔的80%以上，耐张铁塔约占19%左右，比例达1/5。500kV输电线路耐张塔绝缘子以双串组合水平排列方式为主，由于其安装方式、运行环境等因素影响，相比较悬式绝缘子串更容易出现劣化问题，无论采用带电或停电进行更换，目前现有的作业工具及方法都存在重量、搬运量、人员多、作业步骤复杂等不利因素，需要探索研制一套适合于此类组装形式的组合工具，研究一套新的作业方法，更加安全、省力、快捷的更换耐张绝缘子串。
关键词：500kV；双联耐张绝缘子串；分组；组合工具
Abstract:QujingBureauunderthejurisdictionofatotalofmorethan22500kVlines,Linelength1081.582Km,TensionToweraccountedforabout19%,theproportionof1/5,500kVTransmissionLinecolumninsulatortodual-stringcombinationofhorizontalarrangementofthemain,Sinceitsinstallation,operatingenvironmentandotherfactors,Comparedsuspensioninsulatorstringoccursdeteriorationproblemseasier,Regardlesschargedorpoweroutageforreplacement,Currentlyavailabletoolsandworkmethodshaveweight,carryingcapacity,morestaff,complexjobstepandotherunfavorablefactors,Weneedtoexplorethedevelopmentofasuitableforthistypeofassemblyintheformofacombinationoftools,Researchonanewmethodofoperation,Moresecure,effortandquickreplacementoftensioninsulatorstring.
Keywords:500kV;StrainTwininsulatorstring;Grouping;PortfolioTools
引言
500kV架空输电线路绝缘子因零值、低值或雷击所产生的绝缘子自爆缺陷是目前500kV架空输电线路电气部分最为常见的一种表现形式。低值零值或自爆后的绝缘子，如不及时更换，将会造成相邻良好绝缘子分布电压增大加速其绝缘性能劣化，影响线路安全稳定运行。
曲靖电网在近十年内得到了飞速发展，目前已建成了以500kV线路为主的网架结构，但是随之而来的线路绝缘子故障也在不断增多，线路部门的运行维护压力在不断增大。当耐张绝缘子串出现缺陷时，必须在最短的时间内处理缺陷，快速恢复线路送电，确保供电可靠性，满足西电东送及社会用电需求。
1.现状背景
曲靖局所辖500kV线路共有22条，线路长度1081.582Km,塔基数量2732基，直线塔、直线转角铁塔占总铁塔的80%以上，耐张铁塔约占19%左右，比例达1/5。500kV输电线路耐张塔绝缘子以双串组合水平排列方式为主，由于其安装方式、运行环境等因素影响，相比较悬式绝缘子串更容易出现劣化问题。
目前采用的更换方式，作业难度比较大，作业过程中易产生不安全因素。工器具笨重，工器具搬运量大，安全系数低（需要控制的危险点很多），人员劳动强度高，需要的人员较多（15至20人），而目前一个作业单位班组平均10人左右，单个班组难以独立完成该项作业。我们没有合适的作业工具及方法，急需要探索研制一套适合于此类塔型的组合工具，并研究一套新的作业方法，更加安全、省力、快捷的实施雷击、破损或零值绝缘子的更换，并有效降低作业风险，满足一个作业单位班组的可操作性。
2.存在的问题
2.1分析症结
a.采用传统葫芦更换，工器具笨重，操作难度大，安全系数低，人员劳动强度大，需要的人员较多，安装和拆脱整串绝缘子串难度较大，更换时间长，而进行整串更换需要绞磨配合才能完成，对于高山峻岭和边远地区搬运工具难度较大，使用的工器具也较多；
b.采用将翼型卡安装在500kV耐张串导线端联板处更换，承力丝杆受力过大，容易产生不安全因素，所需工具多；采用常规方法进行整串更换，工器具笨重（承力工具就需要机动绞磨2台、手扳葫芦3把、翻版卡1套、翼型卡1套、转向滑车5个、钢套10个、起重钢绳等等10多种工具）。操作难度大，安全系数低（需要控制的危险点很多），人员劳动强度大，需要的人员较多（15至20人）。
c.部分500kV常用绝缘子重量统计表1
表1中以500kV电压等级最重的FC300/195型绝缘子为例，单片重10.6kg，单串按30片计，总重量318kg。整串更换吊落和起吊人力无法完成需使用机动绞磨、起吊钢绳、地锚铁桩、转向滑车等工具。
重量、搬运量、人员多、作业步骤复杂，是以上不利因数的主要症结。
2.2解决思路
更换一种思路，如把一串绝缘子分成几个小串后进行更换，重量就可以减轻很多，采用一种新型的绝缘子分组吊装支架及新型翻板子母卡，配合创新式的铝合金随动吊杆来进行分组更换可完全解决了上述问题。即采用整串分组更换的方式。以下是构想简图：
整串绝缘子分组后减轻了重量以500kV电压等级最重的FC300/195型绝缘子为例，单片重10.6kg，如8片一组重量降低到84.8kg满足人力吊装要求，可操作性提高，不需再使用机动绞磨、起吊钢绳、地锚铁桩、转向滑车等工具。工具数量减少，搬运量、人员、作业步骤随之减少，危险点进而减少。可以大大降低工作劳动强度，有效提高整个作业的安全系数，可减少塔头工作人员1人，导线端工作人员1人，地面工作人员3人。一个作业单位班组平均10人左右可完成。
2.3主要技术难点
2.3.1绝缘子的分组吊装
铝合金吊装支架的设计论证，强度检验。必须满足曲靖电网500kV线路的最大使用应力要求。
2.3.2绝缘子的解脱与复位
随动吊杆的设计论证，强度检验。除必须满足500kV线路的最大使用应力要求外，还应动作灵活可靠。
2.3.3组合工具的通用性
目前由于绝缘子生产厂家生产工艺水平参差不齐，相同型号的绝缘子尺寸偏差较大，本项目将从材料入手，充分考虑通用性，在满足荷载要求的前提下，探索研制体积更小、重量更轻、通用性更强的组合工具，以满足更换作业需要。
2.3.4500kV耐张塔双串绝缘子分组更换的作业方法
梳理新的组合更换工具作业流程及更新风险数据库和控制措施，编制此项作业新的作业流程，在线检修工作中积极推广应用。
2.4组合工具试制
2.4.1材料选择，工具主体材质及机械性能见表1。
从表2中可见：40Cr、LC4、TC4三种材料的机械强度都较高，如对于钢材40Cr及钛合金TC4，二者力学性能很接近，40Cr的比重比TC4高1.8倍，因此40Cr材料不可取。
钛合金TC4比重比铝合金LC4大1.6倍，但力学强度均为铝合金的2倍多，做成的卡具除长度尺寸外，其他外形尺寸均比铝合金卡具小一半，对于大吨位卡具，整体重量反比铝合金卡具轻，另外由于外形尺寸小，使用时需要的安装空间小，操作也相对较为方便，但原材料价格太高，是铝合金LC4的10倍，不适合本工具。选用铝合金（LC4）材料，虽然材料比重较小，其力学性能（抗拉强度和屈服强度）可以满足实际工作的需要，非常适合本工具。
2.4.2经过资料收集，图纸设计，并多次现场测试后，确定出最终加工尺寸并加工成型。如图示
2.4.3效果检查
新型组合工具加工完成后，进行了材料力学性能测试。经测试验工具各项指标均达到并超过试验标准，适用性100%，且安全可靠。
2.4.4整套组合工具装配
整套组合工具工作状态如图示：
3.工具现场测试
3.1模拟测试
2016年5月曲靖供电局利用停电检修机会在500kV圭罗乙线耐张塔上组装该组合工具，现场组装在一相水平排双串耐张绝缘子串上，由作业人员进行手动更换模拟操作，取得了一定操作经验，基本掌握其作业方法和工具应用并梳理了作业步骤。
3.2现场试用
为了再次验证其可行性，2016年6月利用停电检修机会在500kV圭罗甲线耐张塔上用该组合工具进行了一次完整性的分组更换整串绝缘子的实际操作，试验获得成功，此次成功，标志着500kV停电分组更换耐张绝缘子串通用组合工具和与之相适应的作业方法的难题得到解决。
经现场记录比较，该组合工具的使用后不需使用机动绞磨、起吊钢绳、地锚铁桩、转向滑车等工具。工具得到有效减少，搬运量、人员、作业步骤有效减少，危险点有效减少。大大降低了工作劳动强度，有效提高整个作业工作安全系数，减少了塔头工作人员1人，导线端工作人员1人，地面工作人员3人。一个作业单位班组10人顺利完成，作业时间减少约50%作业步骤减少6项。
该组合工具的特点：
a.该组合工具的各项技术指标均满足相关规范规程的要求。
b.该组合工具的研制成功，使500kV停电更换耐张绝缘子串效率提高，为及时消除缺陷，保证线路设备的良好运行提供了一定的条件。
c.该组合工具，可以针对500kV停电更换耐张绝缘子串更换，加强了工具的通用性。
d.组合工具组合方便、操作简单，可以确实有效的减少作业工具，降低劳动强度，提高工作效率。
e.作业方式和作业技术均具备创新特点，具有较强的实用和推广价值。
4.结论
目前500kV主网架已日趋完善，完全具备计划性停电，大规模检修消除缺陷的条件，此项探索实践，研究配套的成果和作业方法既可完全规避带电作业中存在的高风险、作业条件严苛等不利因素。又能保证人员和设备安全，方便作业人员便捷、省力的开展工作。可弥补和克服现行停电更换500kV停电更换耐张绝缘子作业过程暴露出的不足和种种弊端，形成一种全新的作业方法，我们还将在工作实践中不断完善改进。
参考文献
[1]国家电力建设研究所.DL/T875-2006输电线路施工机具设计、试验基本要求[S].北京：中国电力出版社，2006.
[2][王清葵]送电线路运行和检修[M].中国电力出版社,2003.
[3]Q/CSG51001-2015中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程.
[4]SD-16-输电线路专业-带电作业类-500kV线路耐张整串绝缘子带电更换作业指导书.
作者简介：
周利奎（1976年4月），男，本科，技师，助理技能专家，输电线路运行维护。
石利荣（1969年5月），男，高级技师，三级技能专家，云岭首席技师，输电线路运行维护。
张杰（1978年12月），男，工程硕士，工程师，输电线路运行、检修管理工作。
李峰(1987年6月)，男，本科，工程师，输电线路运行检修安监管理。
宁欢（1990年7月），男，本科，助理工程师，输电线路运行检修班组技术管理。
邱光伟（1975年3月），男，本科，高级技工，输电线路运行维护。
陈皓东（1982年10月），男，本科，工程师，输电线路运行维护。