CN101022212A - 高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置 - Google Patents

Abstract

高压输电线路用耐张绝缘子串带电更换方法及装置，在导线端接续金具(1)和横担端接续金具(3)二处，分别装置用于锚定及收紧导线(4)的前、后卡具(7，8)，锚线绳(9)连接卡具；在绝缘子串(2)和接续金具(1)间二侧，构成用于收紧绝缘子串和接续金具(1)的立式滑车组(11)。同步缓慢收紧滑车组以收紧单侧二根高压导线(4)，再收紧锚线绳(9)，锚定导线；同时，松动、拆除绝缘子串端和接续金具的连接，同步缓慢放松滑车组(11)，以使导线张力完全转移至锚线绳。由此，在导线(4)被锚定状态下，将原张紧的绝缘子串(2)松弛，转变成垂直倒挂状进行更换，导线的紧线、锚定及绝缘子串和金具的脱离一步完成。大大提高绝缘子串带电更换的效率和安全。

Description

高压输电线路用耐张绝缘子串的 带电更换方法及装置

技术领域

本发明涉及一种架空高压输电线路的运行、维护方法及其装置，具体地说，本发明涉及一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，更具体地说，本发明涉及一高压输电线路用四联耐张绝缘子串整串的带电更换方法及装置。所述线路电压可达500kv。

背景技术

在架空高压输电线路的运行中，在高压导线水平状经过铁塔处的二端，通常使用高压输电线路用耐张绝缘子串，以将靠近铁塔二侧的高压导线与铁塔横担处张紧挂接，而靠近铁塔二侧耐张绝缘子串外侧的张紧高压导线又以松弛弧状下垂(跳线)连接(见图1)，由此保证高压导线的正常挂接和高压输电，同时，达到靠近铁塔二侧的张紧的高压导线与铁塔的绝缘和高压导线的正常高压输电。

耐张绝缘子使用日久产生老化，必须予以及时更换，否则影响高压输电运行及生产安全。通常，为不影响输电，实施带电更换单个绝缘子或整串耐张绝缘子串。而要实施带电更换单个绝缘子或整串耐张绝缘子串，必须先转移耐张绝缘子串的电气和机械载荷，使其脱离与有电导线的连接，同时，使待换侧上下串耐张绝缘子串由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态，以便进行更换。

然而，高压输电导线，例如，500kV输电线路用四联耐张串单串绝缘子的长度通常为5～6m，重量在300～400kg。若采用绝缘杆紧线至被换绝缘子串达到能脱离金具连接的松弛状态，则需要把单侧两根子导线收紧200mm以上的同时，锚定(固定)该收紧的高压导线，这样，才能更换绝缘子串。

另一方面，《110～500kV架空电力线路施工及验收规范》规定，在孤立档收紧导线，过牵引长度不得超过200mm。然而，即使在连续档耐张段中，导线收紧200mm以上，其水平张力也会大大增加。

以某高压输电线路的一个连续档耐张绝缘子段为例测算，如该耐张段全长1042m，代表档距为354m，导线为4×LGJQ-400型，单根子导线在-5℃时弧垂为8.21m，张力为2837kg。如将导线收紧200mm后，则张力会增至3667kg。而更换四联耐张绝缘子串时，必须同时收紧单侧上下两根子导线，其组合张力可达7300kg以上。再加上操作时等电位人员体重及吊换绝缘子串的垂直载荷分力等集中载荷的影响，估算作用于收紧导线的绝缘拉杆及承力卡具等工器具上的水平张力可达8吨以上。此时，该收紧的高压导线的锚定(固定)本身也是更换工作所需，但又是困难的工作。而且高压输电导线，例如，500kV输电线路用四分裂导线在单侧上下两根子导线收紧200mm后，会产生显著的不平衡，导致导线间隔棒严重错位。

显然，上述高压输电线路用耐张绝缘子串的更换方法存在操作麻烦，费时及安全问题。

对于高压或超高压的输电线路，目前很多是使用四联耐张绝缘子串。例如，见图1，在上海及华东地区的电网中，有500kV交流输电线路的导线耐张绝缘子串是采用由四串16吨级悬式绝缘子及连接金具组成的呈方框状的四联耐张串。为对上述四联耐张绝缘子串进行带电更换，依照220kV的传统作业方法有两种：

1)视导线水平张力的大小，选用绝缘滑车组、机械丝杆或液压紧拉绝缘杆收紧导线，再用绝缘托瓶架或吊瓶勾托吊待换绝缘子串，然后才能脱离绝缘子串与导线之间的金具连接。

2)用绝缘滑车组.丝杆或液压紧拉杆收紧导线后，改用绝缘绳索牵引已呈足够松弛状态的绝缘子串，然后再脱离绝缘子串与导线之间的金具连接。

显然，使用绝缘托瓶架等工具，不仅绝缘工具庞大笨重.携带搬运困难，且高空操作的难度和劳动强度都很高。

另外，如前所述，比较220kV的输电线路用耐张绝缘子串，500kV输电线路用四联耐张串绝缘子的长度为4.2～4.95m，重量202～255kg，是一般220kV线路耐张绝缘子串重量的两倍。导致上述高压输电线路用四联耐张串绝缘子带电更换方法的安全问题、操作麻烦，费时等的效率问题更为严重。

如图1所示，500kV输电线路用四联耐张串绝缘子结构为4×LGjQ-400分裂导线，其单侧上下两根子导线分别通过导线端接续金具(1)上的调节板(16)、直角挂板、导线大联板(5)与绝缘子串两联板(19)相联。再由上下垂直排列的两串绝缘子(2)通过铁塔横担端接续金具(14)的两联板、平行挂板(6)、牵引板、调节板(15)及“U”型卸扣等续接金具锚定在耐张塔横担端(3)。

四联耐张绝缘子串的上下两串之间的垂直间距为400mm，左右两串之间的水平间距为450mm。四联耐张绝缘子串的单串绝缘子片数有33片.31片及28片三种。绝缘子型号有XP-16.XP3-16-D.XWP5-16-D等，其结构高度均为155mm，重量分别为6.5、6.8和9.1kg。这是导致高空操作的难度和劳动强度都很高的原因之一。

目前，为进行带电更换500kv线路四联耐张绝缘子串，一般均采用更换单片方法。也有供电单位进行如下的整串绝缘子串的更换方法。

1.例如，采用先由分段铰接绝缘紧线拉杆收紧高压导线，使得该分段铰接绝缘紧线拉杆承担原绝缘子串的张力，并在待换绝缘子串下面装设以绝缘拉杆为轨道的五节单元小车托起摘下的耐张绝缘子串。根据该更换方法，但，如上所述，该方法操作麻烦，费时。

2.在连接高压导线与铁塔二侧的耐张绝缘子串外侧端部的接续金具设置与铁塔横担处连接的绝缘锚线杆，脱离并放松换绝缘子串外侧端与金具的连接的同时，使导线与绝缘锚线杆连接，使高压导线张力转移至绝缘锚线杆上，然后，将其与接续金具的连接脱离，从而，将卸去张力的单侧上下两串绝缘子一起拆卸至地面，进行更换。

但是，如上所述，上述四联耐张串的结构复杂，且线路电压高，四分裂导线的组合张力大，若使用绝缘托瓶架等工具，不仅绝缘工具庞大笨重，携带搬运困难，且高空操作的难度和劳动强度都很高。目前，对投运近二十年的四联耐张绝缘子串难以达到“轻巧，省力，安全，可靠”地实施带电更换。

为达到“轻巧，省力，安全，可靠”地对高压输电线路用四联耐张绝缘子串实施带电更换，本发明人从下列技术关键着重研究解决：

1)如何控制和减小收紧高压导线时的过牵引长度和过牵引力；

2)如何用轻便、简捷、绝缘性能良好和绝缘强度大的绝缘锚线用具替代长度大、不便使用、搬运的紧线拉杆、接续丝杆或液压紧线器等金属长构件：

3)如何将高压导线的紧线工序、绝缘子串脱离金具连接的松弛工序及绝缘子串松弛后的高压导线与铁塔横担端之间的绝缘锚线(固定)过程合并、简化；

4)同时，如何使待换的绝缘子串由水平张紧状态变为在靠近横担端处呈松弛下垂状态后再将其松降至地面，便于更换；

5)如何降低上述整个工序的操作强度。

本发明者发现：使用分别在高压输电线路用四联耐张绝缘子串的待换绝缘子串导线连接端的大联板处和横担连接端的平行挂板处装置锚定张紧导线后的导线张力用的前、后卡具，平行连接前、后卡具之间的绳索化锚线用具、收紧绝缘子串和接续金具用的梭子形卡具及高强绝缘绳滑车组，即可解决上述问题，达到“轻巧，省力，安全，可靠”地对高压输电线路用四联耐张绝缘子串实施整串带电更换。

本发明的目的在于，提供一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法。

本发明的目的又在于，提供一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置。

发明内容

本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法如下。

1)在用于连接高压导线4和高压输电线路铁塔横担用上下两串耐张绝缘子串2的导线端接续金具1上的大联板5处装置用于锚定导线张力用的前卡具7，在铁塔横担端3的平行挂板6处装置用于锚定导线张力用的后卡具8，用二根绝缘锚线绳9分别平行连接所述前、后卡具的二端；

2)在所述前卡具7二端，和安装于所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端两联板中间部位的二端之间，各装置一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具1，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组11，所述绝缘绳滑车组11由一组滑车具12构成，两组滑车组的绝缘绳13尾绳分别连接于两只机动卷扬机；

3)启动两只紧线用机动卷扬机，同步缓慢收紧两组紧线滑车组11，由此，收紧绝缘子串导线连接端和导线端接续金具1的连接，从而收紧高压导线；

4)收紧上述二根分别平行连接所述前、后卡具的二端部之间的绝缘锚线绳9，同时，逐步放松绝缘子串2导线连接端和导线端接续金具1的连接，以使高压导线张力逐步转移至上述绝缘锚线绳9上；

5)继续收紧上述二根分别平行连接所述前、后卡具的二端部之间的绝缘锚线绳9；同时，逐步放松绝缘子串2导线连接端和导线端接续金具1的连接，直至使高压导线张力完全转移至上述绝缘锚线绳9上，待换侧上下串绝缘子串张力松弛，此时，锚定收紧后的高压导线4，

6)保持收紧后的高压导线4的锚定状态，使张力松弛后的待换侧上下两串耐张绝缘子串2由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态，卸下进行更换；

7)按照上述相反步骤操作，恢复新绝缘子串的正常挂接状态；

8)如同上述，在导线端的另一待换绝缘子串侧，进行上下两串新旧高压输电线路用耐张绝缘子串的更换。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，在导线端接续金具上的待换绝缘子串导线连接端的大联板处和铁塔横担端的横担接续金具的平行挂板处二端，分别装置用于锚定导线张力用的前、后卡具，及用二根具有一定长度的绝缘锚线绳分别平行连接所述前、后卡具的二端部之间。即，采用“绳索化”锚定收紧后的高压导线的方法，由此，可使高压导线的锚定简便，更换方便。所使用的工具体积小，便于搬运。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，在所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端两联板中间部位，装置一梭子形卡具10；在所述前卡具7二端，和安装于所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端两联板中间部位的梭子形卡具10二端之间，各装置一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具1，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组11，所述绝缘绳滑车组11由一组滑车具12A，12B构成，两组滑车组的绝缘绳13尾绳分别连接于两只机动卷扬机由此收紧高压导线的高强绝缘绳立式滑车组，因所述立式滑车组由一组滑车具12A，12B构成，其中形成多个动滑轮，而每个动滑轮可使得跨经其间的高强绝缘绳的拉力降低一半，由此，使得可以较小的力收紧绝缘子串和接续金具，从而可轻便地收紧高压导线。由此，使得所述绝缘子串和导线端接续金具的收紧、及与高压导线的收紧，轻便，可控制。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，首先，地面同时启动两只紧线用机动卷扬机，紧线滑车组11的收紧将导致高压导线4与绝缘子串2连接端的绝缘绳13的张力增大，导线端接续金具1所受的机械载荷(导线4的张力)逐步减小，联结部件(螺栓)开始松动。

同步缓慢收紧两组紧线滑车组11，直至绝缘子串与接续金具的联结螺栓松动(约2-5cm)为止。同时，收紧连接前后卡具7，8的高强度绝缘锚线绳9，并锚定(固定)收紧后的导线4。

原用于紧固连接所述高压导线4与绝缘子串2连接端的、导线端接续金具1所受的机械载荷(导线4的张力)逐步减小至零，其上的联结部件(螺栓)松动。保持收紧高强度绝缘锚线绳9，收紧后的导线4被锚定(固定)的状态，即，保持联结部件(螺栓)松动的状态，待等电位作业手拆除导线连接端接续金具的联结螺栓后，同步缓慢放松两组紧线滑车组11，直至待换侧上下串绝缘子2由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态。

由此，可使张力松弛后的待换侧上下两串耐张绝缘子串2由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态，便于卸下至地面，从而可在地面轻松进行更换。

由此，可使得本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换工序中的高压导线的紧线、锚线及绝缘子串端和接续金具的脱离一步完成。即，达到“三合一”。大大提高本发明的高压输电线路用四联耐张绝缘子串的带电更换的工作效率。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述高压输电线路为500kv线路。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述绝缘绳为特种纤维材料PBO-聚对苯撑苯并双恶唑纤维研制的高强度绝缘绳。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述紧线滑车组为走一走二型立式滑车组。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述耐张绝缘子串为四联耐张绝缘子串。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述锚定导线张力用的前、后卡具为翼形卡具。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，所述锚线绳平行连接在前、后卡具的两侧端。

本发明又提供一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置。所述装置包括：

1)在用于连接高压导线4和高压输电线路铁塔横担用上下两串耐张绝缘子串2的导线端接续金具1上的大联板5处装置用于锚定导线张力用的前卡具7，在铁塔横担端3的平行挂板6处装置用于锚定导线张力用的后卡具8，用二根绝缘锚线绳9分别平行连接所述前、后卡具的二端；

2)在所述前卡具7二端，和安装于所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端两联板的二端之间，各装置一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具1，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组11，所述绝缘绳滑车组11由一组滑车具12A，12B构成，两组滑车组的绝缘绳13尾绳分别连接于两只机动卷扬机。

根据本实用新型的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述绝缘绳滑车组11的导线端接续金具1一端的滑车具12A安装在前卡具7上，所述绝缘绳滑车组11的耐张绝缘子串2一端的滑车具12B，系通过一梭子形卡具10安装在所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端。

根据本实用新型的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具1，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组11的滑车具12A，12B的耐张绝缘子串2一端系通过梭子形卡具10安装在所述待换侧上下两串耐张绝缘子串2的前端两联板中间部位。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述绝缘绳为特种纤维材料PBO-聚对苯撑苯并双恶唑研制的高强度绝缘绳。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述紧线滑车组由二立式滑车具组成，所述紧线滑车组为走一走二型滑车组。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述耐张绝缘子串为四联耐张绝缘子串。

更好地是，根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，所述锚定导线张力用的前、后卡具为翼形卡具。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，用高强度绝缘锚线绳替代玻璃钢绝缘紧线拉杆或其他体积大、长度长的金属工具或构件，需接续丝杆或液压紧线器等金属长构件，用高强度绝缘绳紧线滑车组替代液压紧线器等组合工具，特别是免除了笨重的玻璃钢绝缘托瓶架，可显著减轻整套作业工具的重量。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，将高压导线的紧线、锚线(锚定)及单侧双串绝缘子与单侧上下子导线之间续接金具连接的脱离，由原来的三步操作合成为一步操作，即“三合一”，由此，可显著减小高空作业的操作强度和时间。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，使收紧导线时的过牵引长度由原来的200mm以上减少至小于50mm；增加的过牵引张力(百分率)也相应地减少(连续档耐张段导线过牵引力从原来的23％减少至5％；孤立档耐张段单根子导线过牵引力仅增加417kg)且使导线呈过牵引状态的时间也从原来的几小时减至几分钟。大大提高了工作效率。

此外，用绝缘锚线绳替代紧线拉杆，不需接续丝杆或液压紧线器等金属长构件，增长了绝缘承力绳的绝缘长度，由此增强了本发明方法的带电操作的安全可靠性。

附图的简单说明

图1为500kV高压输电线路四联耐张绝缘子串的组装使用状态图。

图2为500kV高压输电线路四联耐张绝缘子串的组装使用状态侧视示意图。

图3为500kV高压输电线路四联耐张绝缘子串的组装使用状态俯示示意图。

图4为以往高压输电线路四联耐张绝缘子串的组装使用状态立体图。

图5为本发明的500kV高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换说明图。

图6A、图6B分别为本发明的高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换时用于锚定导线张力用的前、后卡具说明图。

图7为本发明的高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换时用的梭子形卡具。

图8为本发明的高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换用紧线立式滑车具。

图9为图5所示的高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换装置一侧的局部放大图。

图10为本实用新型的高压输电线路四联耐张绝缘子串的带电更换装置一侧的原理说明图。

图中，1为导线端接续金具，2为四联耐张绝缘子串，3为铁塔横担端，4为高压导线，5为连接导线与绝缘子串前端用的导线大联板，6为横担端接续金具的平行挂板，7、8分别为锚定导线张力用的前、后卡具，9为绝缘锚线绳，10为梭子形卡具，11为绝缘绳立式滑车组，12A，12B为立式滑车具，13为绝缘绳，14为铁塔横担端接续金具，15为铁塔横担端接续金具上的调节板，16为导线端接续金具上的调节板，17为导线端接续金具旁的屏蔽环，18为均压环。19为绝缘子前端(导线连接端)的两联板，20为横担端接续金具的两联板。21为锚线安装部，22为滑车具安装部。

具体实施方式

以下，参照附图，具体说明本发明。

实施例1

首先，分别在导线与待换绝缘子串2的连接端，即用于连接高压导线4和高压输电线路用上下两串耐张绝缘子串2的导线端接续金具1上的大联板5处，装置用于锚定导线张力用的前翼形卡具7。

其次，在铁塔横担端3的平行挂板6处装置用于锚定导线张力用的后翼形卡具8。用二根特殊的高强度绝缘锚线绳9分别平行连接所述前、后翼形卡具的两侧翼端。所述高强度绝缘锚线绳9及前、后翼形卡具用于锚定收紧导线后的导线张力用。

在导线端翼形前卡具近中间部位的左、右连接叉和梭子形卡具的左、右连接叉之间，各装置一组收紧绝缘子串和导线端接续金具用，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组11，所述绝缘绳滑车组11由一组滑车具12A，12B构成。两组滑车组的绝缘绳13尾绳分别通过横担处及铁塔腿部的绝缘单滑车后，缠绕在地面两只机动卷扬机的卷筒上。

在横担上装挂一只吊装绝缘子串用的绝缘单滑车，再将一根高强度绝缘吊瓶绳穿过此滑车连接在待换侧上下串绝缘子的两联板上。吊瓶绳的尾绳通过塔腿处的转向单滑车引向机动卷扬机的卷筒处。

地面同时启动两只紧线用机动卷扬机，紧线滑车组11的收紧将导致高压导线4与绝缘子串2连接端的张力增大，而使原用于紧固连接所述高压导线4与绝缘子串2连接端的机械载荷(导线4的张力)逐步转移至预先装设并连接在导线与横担之间的绝缘锚线(绳)构件上，导线端接续金具1所受的机械载荷(导线4的张力)逐步减小，联结部件(螺栓)开始松动。

同步缓慢收紧两组紧线滑车组11，直至绝缘子串与接续金具的联结螺栓松动(约2-5cm)为止。同时，收紧连接前后卡具7，8的高强度绝缘锚线绳9，并锚定(固定)收紧后的导线4。

原用于紧固连接所述高压导线4与绝缘子串2连接端的、导线端接续金具1所受的机械载荷(导线4的张力)逐步减小至零，其上的联结部件(螺栓)松动。保持收紧高强度绝缘锚线绳9，收紧后的导线4被锚定(固定)的状态，待等电位作业手拆除导线连接端接续金具的联结螺栓后，同步缓慢放松两组紧线滑车组11，直至待换侧上下串绝缘子2由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态。

等电位作业手在耐张跨接引流导线上扣接绝缘牵引绳，并使环形绳扣置于跨接线弧垂最低处。地面作业手将此牵引绳串接在预先定置于垂直线路方向的牵拉机具上，把跨接引流导线牵移至不妨碍松吊绝缘子串的适当位置。

地面作业手将吊瓶绳尾绳缠绕在卷扬机卷筒上，启动卷扬机，缓慢收紧吊瓶绳至待换绝缘子串可拆卸止。待横担处作业手拆除连接螺栓后，卸下待换绝缘子串至地面，从而可在地面轻松进行更换。进行新旧绝缘子串吊换。

启动卷扬机，按照上述相反步骤操作，恢复新绝缘子串的挂接和正常运行状态，并拆除全部作业工器具。

等电位作业手进入导线强电场的作业方式，采用在导线上悬挂绝缘软梯，由一名作业手攀登软梯直至登上四分裂导线近耐张线夹处的等电位途径。

首次创试采用全套“绳索化”工艺进行带电更换500kV线路耐张绝缘子串，并创试将紧线、锚线和脱离单侧双串绝缘子与单侧上下子导线之间续接金具连接的“三合一”操作工艺。即：先脱离四联串单侧双串绝缘子与单侧上下子导线之间续接金具的连接；然后通过放松绝缘子串张力，使导线的机械载荷转移至预先装设并连接在导线与横担之间的绝缘锚线(绳)构件上；同时也使待换的双串绝缘子由水平张紧状态变为在靠近横担处呈松弛下垂状态；再将其松降至地面更换。

在本实施例中，所述紧线滑车组由二立式滑车具组成，所述紧线滑车组可以是走二走三，或走一走二型滑车组。较好的是走一走二型滑车组。

在本实施例中，所述耐张绝缘子串为四联耐张绝缘子串。

在本实施例中，所述锚线绳平行连接在前、后卡具的两侧端。

在本实施例中，所述绝缘绳为特种纤维材料PBO-聚对苯撑苯并双恶唑(Poly-p-phenylene benzobisthiazole)纤维研制的高强度绝缘绳。

控制和减小收紧导线时的过牵引长度和过牵引力的验证。

实施上述技术方案，收紧导线时的过牵引长度小于50mm。以某线路(黄南5902线)的一个孤立档耐张段为例进行验算如下。

已知：孤立档档距254m，在0℃时弧垂为4.232m，单根子导线的运行张力为2735kg。

求：紧线过牵引50毫米后单根子导线的张力

紧线前导线线长：

$L=l+\frac{{8f}^2}{3l}=254+\frac{8\×{4.385}^2}{3\×254}=254.202m$

紧线前导线应力和张力：

$\mathrm{\σ}=\frac{l^2\·g_1}{8f}=\frac{{254}^2\×0.00333}{8\×4.385}=6.12424\mathrm{kg}/{\mathrm{mm}}^2$

T＝σ·s＝6.12424×446.6＝2735.085kg

过牵引50毫米后导线线长：

254.202-0.05＝254.152m

过牵引50毫米后导线弧垂：

过牵引50毫米后导线应力和张力：

$\mathrm{\σ}=\frac{l^2\·g_1}{8f}=\frac{{254}^2\×0.00333}{8\×3.805}=7.05776\mathrm{kg}/{\mathrm{mm}}^2\×446.6\left(T\right)=3152\mathrm{kg}$

四联耐张的单侧上下两根子导线收紧50毫米后产生的过牵引张力为：

3152kg/根×2＝6304kg；

操作工艺及其工具的轻巧、省力、及安全可靠性的验证。

紧、锚导线用承力工具的构造及工作受力状态分析

紧、锚导线用承力工具由导线端前卡、横担端后卡、梭子形紧线卡及锚线绝缘绳和紧线绝缘滑车组五大部件组成，工具构造见图4。

紧、锚导线用承力工具在使用过程中有两种工作状态：

第一种系紧线工作状态是，由导线端卡具两翼靠近中心的叉形连接器与绝缘子两联板牵引卡具通过两组紧线滑车联结，用作脱离待换的单侧上下两串绝缘子与导线两联板的连接；(见图4中受力均衡的紧线滑车具)。

第二种系锚线工作状态是，由导线端卡具两翼端与横担端卡具两翼端通过左右两根锚线绳联结，用作锚定待换绝缘子侧上下两根子导线的张力。(见图3)

两种工作状态的额定工作张力负荷均为≤65.0kN(依据孤立档耐张在0℃时导线收紧50mm时的过牵引力)，而三种卡具单侧翼端所受到的拉力为≤35.75kN。

根据GB/T18037-2000带电作业工具技术要求与设计导则标准，确定紧、锚导线用承力工具的各种试验负荷为：

动态试验负荷98.0kN(K＝1.5)；

静态试验负荷162.0kN(K＝2.5)；

破坏负荷不小于195.0kN(K＝3.0)。

为此，确定：

紧、锚导线用的三种承力卡具的设计破坏负荷不小于195.0kN，是额定工作负荷的3倍(K＝3)；

紧线绝缘滑车组的滑车具(不含绝缘绳)的设计破坏负荷不小于195.0kN/2，是额定工作负荷的3倍(K＝3)；

锚线绝缘绳的设计破坏负荷不小于130kN，是额定工作负荷(65.0kN/2)的4倍(K＝4)；

对于紧线绝缘绳，由于紧线绝缘滑车组采用走一走二型式，其额定工作负荷是(65.0kN/2/3)，考虑滑轮组工作效率及绳索在工况状态中可能产生的机械因素，确定其设计破坏负荷为63kN，是额定工作负荷)的5倍；

紧、锚导线用承力工具的机械强度验算，合格。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，将高压导线的紧线、锚线(锚定)及单侧双串绝缘子与单侧上下子导线之间续接金具连接的脱离，由原来的三步操作合成为一步操作，即“三合一”，由此，可显著减小高空作业的操作强度和时间。

根据本发明的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法及装置，使收紧导线时的过牵引长度由原来的200mm以上减少至小于50mm；增加的过牵引张力(百分率)也相应地减少(连续档耐张段导线过牵引力从原来的23％减少至5％；孤立档耐张段单根子导线过牵引力仅增加417kg)且使导线呈过牵引状态的时间也从原来的几小时减至几分钟。大大提高了工作效率。

此外，用绝缘锚线绳替代紧线拉杆，不需接续丝杆或液压紧线器等金属长构件，增长了绝缘承力绳的绝缘长度，由此增强了本发明方法的带电操作的安全可靠性。

Claims (10)

1.一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，

1)在用于连接高压导线(4)和高压输电线路铁塔横担用上下两串耐张绝缘子串(2)的导线端接续金具(1)上的大联板(5)处装置用于锚定导线张力用的前卡具(7)，在铁塔横担端(3)的平行挂板(6)处装置用于锚定导线张力用的后卡具(8)，用二根绝缘锚线绳(9)分别平行连接所述前、后卡具的二端；

2)在所述前卡具(7)二端，和安装于所述待换侧上下两串耐张绝缘子串(2)的前端两联板的二端之间，各装置一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具(1)，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组(11)，所述绝缘绳滑车组(11)由一组滑车具(12A，12B)构成，两组滑车组的绝缘绳(13)尾绳分别连接于两只机动卷扬机；

3)启动两只紧线用机动卷扬机，同步缓慢收紧两组紧线滑车组(11)，由此，收紧绝缘子串导线连接端和导线端接续金具(1)的连接，从而收紧高压导线；

4)收紧上述二根分别平行连接所述前、后卡具的二端部之间的绝缘锚线绳(9)，同时，逐步放松绝缘子串(2)导线连接端和导线端接续金具(1)的连接绝缘绳(13)，以使高压导线张力逐步转移至上述绝缘锚线绳(9)上；

5)继续收紧上述二根分别平行连接所述前、后卡具的二端部之间的绝缘绳(13)；同时，逐步放松绝缘子串(2)导线连接端和导线端接续金具(1)的连接，直至使高压导线张力完全转移至上述绝缘锚线绳(9)上，待换侧上下串绝缘子串张力松弛，此时，锚定收紧后的高压导线(4)，

6)保持收紧后的高压导线(4)的锚定状态，使张力松弛后的待换侧上下两串耐张绝缘子串(2)由水平张紧状态转变成垂直倒挂状态，卸下进行更换；

7)按照上述相反步骤操作，恢复新绝缘子串的正常挂接状态；

8)如同上述，在导线端的另一待换绝缘子串侧，进行上下两串新旧高压输电线路用耐张绝缘子串的更换。

2.如权利要求1所述的高压输电线路铁塔横担用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，所述绝缘绳滑车组(11)的导线端接续金具(1)一端的滑车具(12A)安装在前卡具(7)上，所述一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具(1)，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组(11)的滑车具(12B)的耐张绝缘子串(2)一端系通过一梭子形卡具(10)安装在所述待换侧上下两串耐张绝缘子串(2)的前端两联板中间部位。

3.如权利要求1所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，所述绝缘绳(13)及绝缘锚线绳(9)为特种纤维材料PBO-聚对苯撑苯并双恶唑纤维研制的高强度绝缘绳。

4.如权利要求1所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，所述紧线滑车组(11)为走一走二型立式滑车组。

5.如权利要求1所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，所述锚定导线张力用的前、后卡具(7，8)为翼形卡具。

6.如权利要求1所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换方法，其特征在于，所述锚线绳(9)平行连接在前、后卡具(7，8)的两侧端。

7.一种高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，其特征在于，

1)在用于连接高压导线(4)和高压输电线路用上下两串耐张绝缘子串(2)的导线端接续金具(1)上的大联板(5)处装置用于锚定导线张力用的前卡具(7)，在铁塔横担端(3)的平行挂板(6)处装置用于锚定导线张力用的后卡具(8)，用二根绝缘锚线绳(9)分别平行连接所述前、后卡具的二端；

2)在所述前卡具(7)二端，和安装于所述待换侧上下两串耐张绝缘子串(2)的前端两联板中间部位的二端之间，各装置一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具(1)，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组(11)，所述绝缘绳滑车组(11)由一组滑车具(所述绝缘绳滑车组(11)的导线端接续金具(1)一端的滑车具(12A)安装在前卡具(7)上，)构成，两组滑车组的绝缘绳(13)尾绳分别连接于两只机动卷扬机。

8.如权利要求7所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，其特征在于，所述一组用于收紧绝缘子串和导线端接续金具(1)，即收紧高压导线的绝缘绳滑车组(11)的耐张绝缘子串(2)一端的滑车具(12B)系通过一梭子形卡具(10)安装在所述待换侧上下两串耐张绝缘子串(2)的前端两联板中间部位。

9.如权利要求7所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，其特征在于，所述紧线滑车组(11)为走一走二型立式滑车组。

10.如权利要求7所述的高压输电线路用耐张绝缘子串的带电更换装置，其特征在于，所述锚定导线张力用的前、后卡具(7，8)为翼形卡具。

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