CN104299489B - 超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其包括三个杆塔、耐张玻璃绝缘子、悬垂复合绝缘子、V串玻璃绝缘子、六分裂导线、四分裂导线以及地线；三个杆塔上分别固定连接有横向设置的横担，第一横担、第二横担和第三横担在地面上形成的垂直投影之间相互平行，悬垂复合绝缘子和V串玻璃绝缘子分别固定于第二左横担和第二右横担远离第二杆塔的端部；六分裂导线的两端分别与第一左横担和第三左横担处的耐张玻璃绝缘子连接；四分裂导线的两端分别与第一右横担和第三右横担处的耐张玻璃绝缘子连接；地线的两端分别连接至第一杆塔和第三杆塔的顶端。本发明可以实现500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修的培训项目。

Description

超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置

技术领域

本发明涉及电力教学用具技术领域，特别是一种超高压和特高压混合型多功能输电线路培训塔装置。

背景技术

由于传统的运行的输电线路是带电的，不利于开展技术技能培训，由其是超高压、特高压输电线路。超高压输电线路的电压等级为500kV，特高压直流输电线路的电压等级为800kV。运行时负荷很重，不易于停电。为解决超高压、特高压线路运行、维护检修人员的技术技能培训问题。需要采取一种替代的办法来使运行维护及维检修人员来开展技术技能培训。为此，我们通过深入研究，设计一种既能满足超高压输电线路运行维护人员技能培训要求，又能满足特高压输电线路运行维护检修人员技能培训的要求，覆盖所有需要培训的项目的混合型培训设施。以满足对技能人员的技术培训问题。

发明人采取一种替代的办法来解决超高压或特高压线路运行维护人员的技术技能培训问题。具体做法如下：

由3基铁塔组成，其中2基为耐张塔，1基为直线塔，形成一个耐张段，三相(直流线路左、右两相)导线均分为四分裂(或六分裂)，大都与输电线路运行铁塔设备一致，严格遵守《110kv-750kv架空输电线路设计规范》，使每基铁塔结构、绝缘子、线路金具及附件设施保持左右对称一致，以保证杆塔两侧架空线的水平张力尽量相等，从而减小不平衡张力。这种方式虽然在一定程度解决了目前线路运行，但由于每个线路运行单位所辖线路多达数条，每条线路塔形、绝缘子串形、分裂导线数量、线路金具等都不尽相同，加之超高压、特高压线路成为新建线路发展趋势，各种新型设备及附件应用于铁塔上。因此这种类似单一的培训铁塔设施远不能满足输电运检人员的技能培训，对处理线路检修中的新型设备测试、金具更换，存在很大的技能培训空位与不足。

因此，发明人设计了一种超高压输电线路及特高压直流输电线路混合型的多功能培训塔。该多功能培训塔满足了国内目前尚未能解决的此类问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其可在占用较小的空间丰富电力培训的项目。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其包括第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔、耐张玻璃绝缘子、悬垂复合绝缘子、V串玻璃绝缘子、六分裂导线、四分裂导线以及地线和地线绝缘子串；

其中，所述第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔依次垂直固定安装于地面上，且三者在地面的垂直投影在同一直线上；

所述第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔上分别固定连接有横向设置的第一横担、第二横担和第三横担，所述第一横担、第二横担和第三横担在地面上形成的垂直投影之间相互平行，且第一横担包括分别位于第一杆塔左、右两侧的第一左横担和第一右横担，所述第二横担包括分别位于第二杆塔左、右两侧的第二左横担和第二右横担，所述第三横担包括分别位于第三杆塔左、右两侧的第三左横担和第三右横担；

所述耐张玻璃绝缘子的数量为四，其分别分布于第一左横担和第一右横担远离第一杆塔的端部、以及第三左横担和第三右横担远离第三杆塔的端部；

所述六分裂导线的两端分别与第一左横担和第三左横担处的耐张玻璃绝缘子连接，所述悬垂复合绝缘子的两端分别连接至第二左横担远离第二杆塔的端部、以及六分裂导线的中部；

所述四分裂导线的两端分别与第一右横担和第三右横担处的耐张玻璃绝缘子连接，所述V串玻璃绝缘子的上端连接至第二右横担远离第二杆塔的端部，所述V串玻璃绝缘子的下端连接至四分裂导线的中部；

所述地线的两端分别连接至第一杆塔和第三杆塔的顶端，所述第二杆塔的顶端固定连接一位于该第二杆塔右侧的第四横担，所述第四横担远离第二杆塔的端部通过地线绝缘子串连接至地线的中部。

所述耐张玻璃绝缘子为耐张双串玻璃绝缘子。

第一杆塔和第三杆塔均为耐张塔，所述第二杆塔为直线塔。

第一杆塔和第三杆塔的高度均为4.5m，所述第二杆塔的高度为10.5m，第一横担、第二横担和第三横担与地面的垂直距离分别为3m、9m和3m。

所述第二杆塔与第一杆塔以及第三杆塔的距离均为13m。

所述第一横担、第二横担和第三横担的长度均为4m，且第一右横担、第二右横担、第三右横担的长度均为2.5m。

所述悬垂复合绝缘子为±800kV棒形单串复合绝缘子。

所述V串玻璃绝缘子为500kV玻璃绝缘子V串。

所述500kV玻璃绝缘子V串的上端通过一垂直于第二横担的第五横担连接至第二右横担，其中，所述第二右横担远离第二杆塔的端部与第五横担的中部固定连接，所述500kV玻璃绝缘子V串与第五横担的两端分别固定连接。

所述第五横担的长度为5.85m。

本发明针对传统培训铁塔的局限性，在遵守《110kv-750kv架空输电线路设计规范》的前提下，通过仔细的工程力学方面的校核，巧妙合理的将超高压特高压线路技能培训项目混合在同一输电线路上，将四分裂导线与六分裂导线用在一条线路上，不拘一格的将不同绝缘子串型安装在同一基铁塔上，形成线路左相为四分裂导线，右相为六分裂导线；直线塔左边串绝缘子为玻璃绝缘子V串，右边串绝缘子为棒形复合绝缘子。这样的多功能培训塔，可以培训更换绝缘子单片、整串绝缘子的更换，500kV、800kV双电压等级间隔棒更换，500kV、800kV耐张单片及整串更换，复合绝缘子憎水性实验等。标新立异的创新思维，不拘一格的设计理念，打破了传统的培训塔建设模式，开辟了国内双电压等级同塔培训的先河。该多功能培训设施由一套钢结构组合架构成，能将不同电压等级应用在同塔上进行，不同电压等级的培训项目相互独立又可以交叉进行，这种新型的培训设施利用有限的资源，创建了一条多功能输电线路培训设施，值得在业内推广使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明培训装置采用耐张塔—直线塔—耐张塔组成的耐张段的形式，弥补了因第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔左右侧金具不同带来的受力不平衡的问题，增加了该第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔的安全性；

(2)培训塔的左侧采用六分裂导线，第二左横担处绝缘子串采用复合绝缘子；右侧为四分裂导线，第二右横担处绝缘子串采用V串玻璃绝缘子，实现了培训500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修项目。

(3)本发明培训装置，第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔可以开展登高培训项目，耐张玻璃绝缘子可以开展更换耐张绝缘子串单片或整串培训项目，悬垂复合绝缘子可以开展更换±800kV复合整串绝缘子串和复合绝缘子憎水性检查培训项目，V串玻璃绝缘子可以开展更换500kV、±500kV直线V串整串绝缘子或单片绝缘子培训项目，六分裂导线、四分裂导线可以开展500kV、±500kV、±800kV走线、导线修补，更换间隔棒、线夹和联板培训项目，地线可以开展架空地线出飞车培训项目，地线绝缘子串可以开展更换地线绝缘子培训项目。培训的内容涵盖了500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修项目，能实现培训500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修项目，培训内容多，设计巧妙。

(4)培训塔的总高度为10.5米，利于培训的演示，培训的内容与实际中的日常检修内容相符，增加了培训时的安全性。同时，本发明培训装置的占用面积约为130m²，减少了占地面积，提高了该本发明培训装置的推广性。

附图说明

图1是本发明超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

请参照图1所示，一种超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置(简称为多功能培训塔)由杆塔、导线、架空地线、绝缘子、金具五部分组成，其中，杆塔部分由杆塔1、杆塔2、杆塔3组成，杆塔1、杆塔2、杆塔3依次垂直固定安装于地面上，且三者在地面的垂直投影在同一直线上，杆塔1、杆塔2、杆塔3依次采用耐张塔、直线塔、耐张塔以形成耐张段。架空地线部分采用单地线9通过地线支架连接处将每基杆塔联系起来，其中杆塔1、杆塔3处的地线采用架空地线直接接地形式和杆塔1、3连接，杆塔2处的地线采用绝缘形式和杆塔2连接。每个杆塔的横担左、右两侧(左、右两侧是以导线的前进方向进行划分的，导线的前进方向为图1中所示箭头方向，以下涉及的左、右两侧均同)均悬挂导线绝缘子串，杆塔1、杆塔3横担处的导线绝缘子为耐张玻璃绝缘子，杆塔2左侧横担的导线绝缘子为悬垂复合绝缘子5，右侧横担导线绝缘子为V串玻璃绝缘子6，悬垂复合绝缘子5采用±800kV棒形单串复合绝缘子。V串玻璃绝缘子6采用500kV玻璃绝缘子V串；杆塔部分左侧的导线为六分裂导线7，杆塔部分右侧的导线为四分裂导线8，通过联板等金具和导线绝缘子串相连，并且在导线上装有相应的间隔棒，依此配置方式，形成了左侧为±800kV的特高压输电线路及其配套设施，右侧为500kV的超高压输电线路及其配套设施。

具体地：

杆塔1、杆塔2、杆塔3上分别固定连接有横向设置的横担11、横担12和横担13，横担11、横担12和横担13在地面上形成的垂直投影之间相互平行，且横担11包括分别位于杆塔1左、右两侧的第一左横担和第一右横担，横担12包括分别位于杆塔2左、右两侧的第二左横担和第二右横担，横担13包括分别位于杆塔3左、右两侧的第三左横担和第三右横担。

耐张玻璃绝缘子的数量为四个，每个耐张玻璃绝缘子均采用耐张双串玻璃绝缘子结构。该四个耐张玻璃绝缘子的分布位置是：悬挂于第一右横担远离杆塔1端部的耐张玻璃绝缘子41、悬挂于第一左横担远离杆塔1的端部的耐张玻璃绝缘子42、和第一右横担远离杆塔1的端部、以及悬挂于第三右横担远离杆塔3端部的耐张玻璃绝缘子43和悬挂于第三左横担远离杆塔3端部的耐张玻璃绝缘子44。

六分裂导线7的两端分别与耐张玻璃绝缘子42和耐张玻璃绝缘子44连接，悬垂复合绝缘子5的两端分别连接至第二左横担远离杆塔2的端部、以及六分裂导线7的中部。

四分裂导线8的两端分别与耐张玻璃绝缘子41和耐张玻璃绝缘子43连接，500kV玻璃绝缘子V串的上端通过一垂直于横担12的横担15(指该横担15与横担12在地面上形成的垂直投影之间相互垂直)连接至第二右横担，其中，第二右横担远离杆塔2的端部与横担15的中部固定连接，500kV玻璃绝缘子V串与横担15的两端分别固定连接。

地线9的两端分别连接至杆塔1和杆塔3的顶端，杆塔2的顶端固定连接一位于该杆塔2右侧的横担14，横担14远离杆塔2的端部通过地线绝缘子串10连接至地线9的中部。

在利于培训的演示的情况下，培训塔的总高度设置为10.5m(米)。同时，该多功能培训塔的占用面积约为130m²，以提高了该本发明培训装置的推广性。鉴于此，将杆塔2的高度设置成10.5m，杆塔1和杆塔3的高度均为4.5m，相邻杆塔之间的距离设置为13m。为了使培训的内容与实际中的日常检修内容相符，增加培训时的安全性能，横担11、横担12和横担13的长度均为4m，横担11、横担12和横担13与地面的垂直距离分别为3m、9m和3m。

在上述高度或长度设定完毕后，并且在各部件(包括横担11、横担12、横担13、悬垂复合绝缘子5、V串玻璃绝缘子6、六分裂导线7、四分裂导线8以及耐张玻璃绝缘子等)重量已知的情况下，除耐张段的形式弥补了因第一杆塔、第二杆塔、第三杆塔左右侧金具不同带来的受力不平衡的问题外，再从该多功能培训塔左右两侧的力矩方面进行考量，将第一右横担、第二右横担、第三右横担的长度均设定为2.5m，横担15的长度为5.85m。

采用本发明的多功能培训塔结构，培训的内容涵盖了500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修项目，能实现培训500kV、±500kV、±800kV的全部高空检修项目，培训内容多。其中：

1、通过沿杆塔1、杆塔2和杆塔3的高度方向上依次设置的扶梯结构可以开展登高培训项目。

2、耐张玻璃绝缘子可以开展更换耐张绝缘子串单片或整串培训项目，更换耐张绝缘子串单片或整串的方法是：更换单片绝缘子时使用通过专门设计的卡具套在需要更换的(损坏的)单片绝缘两头前后一片绝缘子上，该专用卡具起到力的转换作用，即把绝缘串上该片绝缘子所受的力转换到卡具上，然后取出需要更换的绝缘子，换上新的良好的绝缘子，更换完成后取出专用卡具，更换即可完成。更换整串绝缘子时，使用专用的带有联接杆的专用更换整串绝缘子工具进行操作，更换的方法为将更换串的力通过专用工具转换连接到整串绝缘子两端的金具施工孔，将该串需要更换的绝缘子串所受的力转换到带有联接杆的专用工具上，然后通过绞磨将整串绝缘子放至地面，将新的绝缘串换上。最后取出专用的卡具，更换即可完成。

3、悬垂复合绝缘子可以开展更换±800kV复合整串绝缘子串和复合绝缘子憎水性检查培训项目，更换±800kV复合整串绝缘子串和复合绝缘子憎水性检查的方法分别是：将新研制完成的用于更换悬垂复合绝缘子的卡具悬挂于需要更换的绝缘子串施工孔的位置上，通过转换作用力，将需要更换串的绝缘子的力转换到专用卡具上，然后取出需要更换串的复合绝缘子，将新的复合绝缘子换上，再取出专用的卡具，就可操作完成。进行复合绝缘子憎水性检查时，将软梯悬挂于杆塔横担上固定的位置，人带好安全带及后备保护绳沿软梯行走至需要进行增水性试验的位置进行操作。按照相应检查规程进行检查。

4、V串玻璃绝缘子可以开展更换500kV、±500kV直线V串整串绝缘子或单片绝缘子培训项目，更换直线V串整串绝缘子或单片绝缘子的方法是：设计者分别设计更换500kV、±500kV直线V串整串绝缘子或单片绝缘子的专用更换卡具，将原绝缘子串上所受的力转换到专用卡具上，取出需要更换串的绝缘子，然后将新的绝缘子串更换上，完成后取出专用更换卡具即可。

5、六分裂导线、四分裂导线可以开展500kV、±500kV、±800kV走线、导线修补，更换间隔棒、线夹和联板培训项目，走线、导线修补，更换间隔棒、线夹和联板的方法分别是：培训人员沿着杆塔攀爬至六分裂、四分裂导线上，将走线人员的安全带连接到导线上，再将人员防坠落后备保护绳绑牢于走线人员身上，另一端通过专门设计的扣环连接到六分裂、四分裂导线上开展走线检查培训工作。更换间隔棒的工作则是更换人员携带传递绳沿着绝缘子串及导线，行走到需要更换的间隔棒位置，使用专用的间隔棒更换器将旧的间隔棒更换下来，通过传递绳放至地面，然后将地面上新的间隔棒传递至导线上，安装人员将新的间隔棒安装上去。人员再通过行走导线、绝缘子串撤离。更换线夹和联板的方法是更换人员携带传递绳沿铁塔攀爬至塔头，做好安全措施后，人员沿绝缘串下至需要更换的线夹和联板处，通过葫芦将需要更换的线夹、联板的力转换之后，进行更换操作。

6、地线可以开展架空地线出飞车培训项目，地线绝缘子串可以开展更换地线绝缘子培训项目，开展架空地线出飞车的方法是：地线出飞车的培训方法是人员携带传递绳沿着杆塔攀爬到地线悬挂处，将专用地线行走飞车吊起安装于地线上，人员通过控制悬挂于飞车上的控制绳来将培训人员在地线上使用飞车进行操作的培训。更换地线绝缘子串的培训则是通过设计完成的地线绝缘子更换工具悬挂于需要更换的地线绝缘子串上，通过转换原绝缘子串的力到专用卡具上，把旧的地线绝缘串更换掉。然后拆除专用更换工具，即可完成操作。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，其包括第一杆塔(1)、第二杆塔(2)、第三杆塔(3)、耐张玻璃绝缘子、悬垂复合绝缘子(5)、V串玻璃绝缘子(6)、六分裂导线(7)、四分裂导线(8)以及地线(9)和地线绝缘子串(10)；

其中，所述第一杆塔(1)、第二杆塔(2)、第三杆塔(3)依次垂直固定安装于地面上，且三者在地面的垂直投影在同一直线上；所述耐张玻璃绝缘子为耐张双串玻璃绝缘子；第一杆塔(1)和第三杆塔(3)均为耐张塔，所述第二杆塔(2)为直线塔；

所述第一杆塔(1)、第二杆塔(2)、第三杆塔(3)上分别固定连接有横向设置的第一横担(11)、第二横担(12)和第三横担(13)，所述第一横担(11)、第二横担(12)和第三横担(13)在地面上形成的垂直投影之间相互平行，且第一横担(11)包括分别位于第一杆塔(1)左、右两侧的第一左横担和第一右横担，所述第二横担(12)包括分别位于第二杆塔(2)左、右两侧的第二左横担和第二右横担，所述第三横担(13)包括分别位于第三杆塔(3)左、右两侧的第三左横担和第三右横担；

所述耐张玻璃绝缘子的数量为四，其分别分布于第一左横担和第一右横担远离第一杆塔(1)的端部、以及第三左横担和第三右横担远离第三杆塔(3)的端部；

所述六分裂导线(7)的两端分别与第一左横担和第三左横担处的耐张玻璃绝缘子连接，所述悬垂复合绝缘子(5)的两端分别连接至第二左横担远离第二杆塔(2)的端部、以及六分裂导线(7)的中部；

所述四分裂导线(8)的两端分别与第一右横担和第三右横担处的耐张玻璃绝缘子连接，所述V串玻璃绝缘子(6)的上端连接至第二右横担远离第二杆塔(2)的端部，所述V串玻璃绝缘子(6)的下端连接至四分裂导线(8)的中部；

所述地线(9)的两端分别连接至第一杆塔(1)和第三杆塔(3)的顶端，所述第二杆塔(2)的顶端固定连接一位于该第二杆塔(2)右侧的第四横担(14)，所述第四横担(14)远离第二杆塔(2)的端部通过地线绝缘子串(10)连接至地线(9)的中部。

2.根据权利要求1所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，第一杆塔(1)和第三杆塔(3)的高度均为4.5m，所述第二杆塔(2)的高度为10.5m，第一横担(11)、第二横担(12)和第三横担(13)与地面的垂直距离分别为3m、9m和3m。

3.根据权利要求2所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述第二杆塔(2)与第一杆塔(1)以及第三杆塔(3)的距离均为13m。

4.根据权利要求2所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述第一横担(11)、第二横担(12)和第三横担(13)的长度均为4m，且第一右横担、第二右横担、第三右横担的长度均为2.5m。

5.根据权利要求1所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述悬垂复合绝缘子(5)为±800kV棒形单串复合绝缘子。

6.根据权利要求1所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述V串玻璃绝缘子(6)为500kV玻璃绝缘子V串。

7.根据权利要求6所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述500kV玻璃绝缘子V串的上端通过一垂直于第二横担(12)的第五横担(15)连接至第二右横担，其中，所述第二右横担远离第二杆塔(2)的端部与第五横担(15)的中部固定连接，所述500kV玻璃绝缘子V串与第五横担(15)的两端分别固定连接。

8.根据权利要求7所述的超高压和特高压混合型多功能输电线路培训装置，其特征在于，所述第五横担(15)的长度为5.85m。