带电更换500千伏耐张串单片绝缘子工器具及使用

摘 要：文章对带电更换500千伏耐张绝缘子的常用单片绝缘子卡具、一般辅助工器具进行了介绍，并提出了工器具使用中的注意事项。

关键词：带电作业；耐张串；闭式卡

引言

重庆地区地理环境特殊，集大城市、大农村、大山区、大库区于一体，高压输电线路在不同污秽程度、不同气象条件、不同海拔环境下运行，绝缘子劣化现象时有发生。近年来，随着重庆电网500千伏线路长度的不断增加，其维护工作量显著增加。同时，受重庆地区地理环境限制，输电线路铁塔多位于丘陵或深山之中，道路交通不便、作业现场狭窄，无法像平原地区一样可携带较多、较全的工器具或使用重型机械装置节省人力。因此，在更换绝缘子前选择合适的作业方法、配置恰当的工具，是提高施工效率的关键。

1 500kV耐张串的主要悬挂方式

目前500kV耐张串常规设计为双串结构，但导线侧和横担侧的悬挂方式又分为双挂点和单挂点两种。单挂点既指用联板将两串绝缘子并联在一起，再通过锚固金具等与导线相连；双挂点指两串绝缘子分别与导线单独连接，形成两个挂点。

图1 双串单挂点结构示意图

在带电更换除首末端（横担侧和导线侧的第一片绝缘子）外的任意单片绝缘子时，无论何种悬挂方式，所使用的工具都是相同的。但是，因为闭式卡具需要依靠绝缘子本身结构之一的钢帽作为锚固基础，在更换首末端绝缘子时闭式卡就不再适用，需要其他依靠挂点金具作为锚固基础的卡具，我们称为端部卡具。由于端部卡具的安装和挂点处的金具结构直接相关，因此不同悬挂方式的耐张塔在更换首末端绝缘子时所使用的端部卡具也会相应改变。

图2 双串单挂点结构示意图

2 带电更换单片500kV耐张绝缘子工器具

2.1 常用单片绝缘子卡具

带电更换500kV耐张串任意单片绝缘子所使用的工具统称为单片绝缘子卡具，主要是闭式卡、端部卡（有时根据实际情况用大刀卡、翼型卡作为端部卡使用）和双头丝杠，主要材料由铝合金构成，具有良好的机械强度。更换单片绝缘子的最基本原理就是在劣化绝缘子两侧安装好前后卡，再利用两副双头丝杠将前后卡相连，形成一个整体，收紧丝杠把劣化绝缘子的应力转移到卡具上，绝缘子将会松动，即可直接取出更换。

当涉及到更换首末端绝缘子时，如果是双串双挂点结构一般直接使用端部卡，对于双串单挂点则使用大刀卡或翼型卡代替端部卡。必要时还需临时拆除均压环，利用均压环的安装孔洞进行安装。

（1）闭式卡具。用于更换绝缘子串（除首末端外）任意一片单片绝缘子的工具。闭式卡具包括两副闭式卡和丝杆，闭式卡通过芯具夹紧绝缘子钢帽产生摩擦力承受绝缘子串的拉力。

图3 闭式卡结构示意图

（2）端部卡具。用于更换绝缘子串中首端或末端单片绝缘子的工具。端部卡具包括端部卡、闭式卡和丝杆，端部卡利用绝缘子串挂点处的金具（如二联板）来固定卡具，在使用时，导线侧或横担侧安装端部卡，绝缘子侧用闭式卡。

图4 翼型卡结构示意图及实物图

图5 大刀卡结构示意图及实物图

（3）芯具。芯具是闭式卡具的核心部分，是决定卡具能否紧固钢帽的关键结构。芯具呈瓣状结构，受力时愈拉愈紧，从而保证其强度和可靠性。

（4）双头丝杠。丝杠是最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反作用力。双头丝杠具有对称的两头，通过螺栓与卡具连接在一起，使卡具、丝杠形成一个四边形的封闭整体，中空部位即作业点，在作业中丝杠既是连接金具，又能收紧绝缘子串。

2.2 单片绝缘子卡具的选型

更换耐张绝缘子串的卡具所能承受的荷重主要校验额定荷重能否满足所要承受的最大张力。

悬挂点应力简化计算公式如下：

（1）

（2）

其中：fg为导线弧垂；？滓A为挂点应力；F为挂点荷重；ld为代表档距；f为代表档距最大弧垂；l为档距；？滓0为代表档距应力；g1为导线自重比载；A为计算截面积。对于双串绝缘子，卡具的荷重必须大于挂点荷重的一半。根据行业标准中规定的闭式卡型号，可确定合适的卡具。

2.3 单片绝缘子卡具使用方法

（1）根据设备情况及所需更换绝缘子的位置，选择适合于现场使用的卡具及型号。

（2）组装卡具时，应认准前、后锥度，认准芯具方向，反锥度安装在钢帽上，然后再拧紧闭式卡具的封闭螺丝，若用端部卡具也必须拧紧相应定位螺丝。

（3）将两侧丝杠分别安装在卡具上，检查卡具受力是否良好，两侧丝杆同时收紧，受力均匀。初始时允许芯具有5min预应力移动，以达到紧密受拉的目的。

（4）卡具范围内有3片绝缘子被短路（短3卡4），可更换其中任一片。

（5）恢复时要装好销子，确无问题后方可拆卸工具。

2.4 一般辅助工器具

在施工作业中，还会用到大量的辅助工器具，主要用于通讯、检测、传递工具及保护人身安全，使整个作业流程安全、简便、迅速。包括绝缘工具、个人防护用具、安全工器具和其他辅助工具。

3 带电作业工器具使用注意事项

3.1 登塔时防止高空坠落

高空作业人员必须戴安全帽和系安全带；上下杆塔要正确使用防坠落装置，正确使用安全带、安全绳，在杆塔上移动、作业时，先打安全带，替换安全绳（第二道保护）时，安全绳（第二道保护）打好后才能解开安全带（第一道保护），时刻注意至少有一道保护。人员上、下塔过程中，应检查脚钉等是否牢固，且按正确方法安装使用防坠落装置；束好衣服和安全带等工具器，防止被脚钉和角钢钩住；中途休息时必须系好安全带，作业过程和转位时，均不得失去安全带的保护；受力前要仔细检查安全带扣环是否扣牢；超过5级以上强风应立即停止塔上作业。

3.2 进入电场前做好检测工作

地电位电工仔细检查绝缘子是否有自爆、损坏、雷击现在，认真核对所换的绝缘子吨位与所配备的绝缘子吨位是否一致，长度、盘径是否一致、匹配。并检查金具锈蚀情况，对工作相关的绝缘子串进行检测，良好绝缘子片数不得少于23片。

3.3 进入强电场

地电位、等电位电工应全部穿全套合格的屏蔽服并连接可靠，作业中不许脱开。等电位电工应控制好身体摆动，在转移电位时，人体的裸露部分与带电体的最小距离不得小于0.4米的安全距离；等电位电工系好高强度绝缘保护绳，带好绝缘传递绳，报经工作负责人同意后沿绝缘子串进入作业点。进入电位时双手抓扶一串，双脚踩另一串，要求组合间隙大于4米方可进入强电场；由零电位逐渐到高电位的作业过程中，动作协调，以蹲姿行进，不可站立行走或爬行。扣除人体短接和零值绝缘子片数后，良好绝缘子片数不得小于23片，严禁短接绝缘子片数超过3片。

3.4 更换绝缘子

地勤人员用绝缘传递绳将闭式卡、双头丝杠传递至等电位作业位置，等电位电工将闭式卡、双头丝杠安装在被更换绝缘子两侧，并连接好双头丝杠；收紧双头丝杠，使之稍稍受力后，冲击试验检查各受力点无异常后等电位电工取出被换绝缘子上的前后锁紧销，继续收紧双头丝杠，直至取出绝缘子。收紧丝杠过程中，尽量保证收紧幅度一致；下放或提升绝缘子过程中应保持用力的平缓，注意控制好留绳，确保玻璃绝缘子不碰到铁塔，避免绝缘子闪动幅度过大。