隨著500kV交流緊湊型線路的相繼投入運(yùn)行，在其帶電作業(yè)技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)研究學(xué)者進(jìn)行了一定的研究。國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行了三峽500kV同塔雙回線路和政平—宜興500kV同塔雙回線路帶電作業(yè)技術(shù)研究，取得了一些成果。

然而在帶電作業(yè)的部分停電檢修方式、臨界距離時(shí)機(jī)械裝置代替作業(yè)人員進(jìn)入電場(chǎng)開展帶電作業(yè)方式的研究以及帶電作業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定方面，其研究都還不夠深入和全面。此外，由于距離的影響和作業(yè)方法的限制，500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業(yè)的開展只能從事下層橫擔(dān)上的帶電檢修作業(yè)，極少開展其他作業(yè)項(xiàng)目。

現(xiàn)階段500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業(yè)的研究不夠深入，其研究成果也很難滿足緊湊型的同塔雙回輸電線路帶電作業(yè)檢修的需求。此外，500kV緊湊型同塔雙回線路帶電作業(yè)操作規(guī)程及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，需要進(jìn)行修訂。

同時(shí)，500kV沙坪-星城-星沙二回為我國(guó)第一條500kV同塔雙回垂直排列緊湊型線路，目前還沒有開展帶電作業(yè)，相關(guān)方法還不夠完善，通過對(duì)其開展帶電作業(yè)研究對(duì)指導(dǎo)我國(guó)同塔雙回垂直排列緊湊型線路具有重要意義。

為此本文通過對(duì)架空導(dǎo)線的垂直荷載和水平張力進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)了一套用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具，并在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

1 直線塔受力分析計(jì)算（略）

500kV超高壓輸電線路帶電作業(yè)主要工作為：更換直線和耐張塔的單片或整串絕緣子，而更換作業(yè)過程中需用絕緣工具配合各種卡具、絲桿來承擔(dān)導(dǎo)線和金具的荷載，使絕緣子串受力松弛，以利于作業(yè)人員更換，為此對(duì)架空導(dǎo)線的垂直荷載和水平張力進(jìn)行研究計(jì)算有重要意義，研究結(jié)果即為帶電作業(yè)工具設(shè)計(jì)提供依據(jù)，又可驗(yàn)算在導(dǎo)線上作業(yè)的安全。

本文選取500kV鼎星Ⅱ線典型塔063#桿塔作為分析依據(jù)，導(dǎo)線型號(hào)為JL/G1A-300/40，計(jì)算綜合拉斷力87.74kN，單位重量為1131kg/km。

2 成套工器研制（略）

該成套工器具由絲杠、拉板、橫擔(dān)側(cè)邊卡、軟質(zhì)拉繩、軟質(zhì)拉繩連接頭和聯(lián)板卡具等部件構(gòu)成，用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子。

2.1 橫擔(dān)側(cè)邊卡

橫擔(dān)側(cè)邊卡為7字型卡，包括圍成橫擔(dān)卡口的水平段和豎直段，水平段的外端設(shè)有插槽、豎直段內(nèi)設(shè)有豎向通道，豎向通道的外壁頂部垂直布置有U型槽。水平段的外端面向下伸出形成限位臺(tái)。

豎向通道的橫截面為U型，分別布置于豎向通道的兩側(cè)壁上。豎直段和水平段的內(nèi)部均鏤空以減輕自重。且豎直段的寬度自上向下逐漸減小。

圖2 橫擔(dān)側(cè)邊卡

2.2 聯(lián)板卡

聯(lián)板卡為蝶形卡具，包括托板和鉸接于托板兩端的一對(duì)夾緊組件。夾緊組件包括一對(duì)平行布置的夾板，兩夾板通過多個(gè)銷軸可拆卸連接為一體。夾板為三角型，其最短邊為夾持邊，最長(zhǎng)邊相對(duì)頂點(diǎn)位置處設(shè)有套于夾持邊上的加強(qiáng)罩。夾板的另外兩個(gè)頂點(diǎn)處設(shè)有用于連接螺栓的加強(qiáng)孔。

聯(lián)板卡具還設(shè)有弧形托，弧形托連接于所述托板的上方、位于兩夾緊組件之間。夾緊組件、托板和弧形托均采由碳纖維制成。

圖4 聯(lián)板卡

2.3 軟質(zhì)拉繩連接頭

軟質(zhì)拉繩連接頭用于拉繩與上端絲桿的連接。該連接頭的結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。上部設(shè)有連接孔，可通過螺栓與絲桿連接，下部設(shè)計(jì)內(nèi)空結(jié)構(gòu)，通過鍥子將軟質(zhì)拉繩卡住。

圖5 軟質(zhì)拉繩連接頭

2.4 力學(xué)校核分析（略）

在進(jìn)行絕緣子更換時(shí)，受力如圖6所示。由圖可知，緊線工具受線路垂直荷載及支點(diǎn)反力。對(duì)該緊線工具中主要受力部件進(jìn)行力學(xué)分析后滿足要求。

圖6 緊線工具受力圖

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

成套工具進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖如圖16所示，成套工具的安裝及使用步驟如下：

• 1）將橫擔(dān)側(cè)邊卡、拉板、絲杠連接。
• 2）調(diào)節(jié)橫擔(dān)側(cè)邊卡中間的絲桿，使橫擔(dān)側(cè)邊卡卡住橫擔(dān)上平面角鋼。
• 3）將緊線絲桿連接于橫擔(dān)側(cè)邊卡豎直段的豎向通道內(nèi)。
• 4）將聯(lián)板卡具一端穿過聯(lián)板的中心孔，使托板托住聯(lián)板的同時(shí)兩夾緊組件夾緊聯(lián)板。
• 5）分別將軟質(zhì)拉繩的兩端與緊線絲杠及聯(lián)板卡具固定。
• 6）收緊緊線絲杠，絕緣子串松弛，使絕緣子串脫離導(dǎo)線側(cè)，最后完成絕緣子的更換。

圖16 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖a：安裝橫擔(dān)側(cè)邊卡及絲桿

圖16 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖b：安裝聯(lián)板卡具

圖16 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖c：連接軟質(zhì)拉繩

圖16 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖d：連接軟質(zhì)拉繩

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來看，成套工具針對(duì)帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子實(shí)用性強(qiáng)，大大減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高作業(yè)效率50%以上。

結(jié)論

1）選取500kV鼎星Ⅱ線典型塔063#桿塔作為分析依據(jù)，對(duì)架空導(dǎo)線的垂直荷載和水平張力進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果即為帶電作業(yè)工具設(shè)計(jì)提供依據(jù)，又可驗(yàn)算在導(dǎo)線上作業(yè)的安全。

2）設(shè)計(jì)了一套由絲杠、拉板、橫擔(dān)側(cè)邊卡、軟質(zhì)拉繩、軟質(zhì)拉繩連接頭和聯(lián)板卡具等部件構(gòu)成的用于帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具。通過對(duì)各部分力學(xué)校核分析，認(rèn)為設(shè)計(jì)方案安全可靠，能夠滿足作業(yè)要求。

3）通過對(duì)研制成功的帶電更換500kV同塔雙回輸電線路絕緣子的成套工具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明了工具具有較強(qiáng)的實(shí)用性，大大減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高作業(yè)效率50%以上。