±800kV四联耐张串作业人员进出线辅助支撑架研究

材料选型、工具设计，形成完整的作业方法和使用说明，并在现场开展了应用。

关键词：四联耐张串；辅助支撑架；额定荷载；绝缘子串

中图分类号：TM752 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.080

近年来，随着±800 kV特高压直流输变电工程的陆续投运，输电线路的铁塔结构、导地线、绝缘子等参数的特性明显不同于低电压等级输电线路，尤其是±800 kV特高压设计的四联耐张串，塔端连接金具长度较长（2.2～3.2 m），串与串间距较大（1～2 m）。电气上的这个新特点，导致作业人员无法按传统的方式进出电气部位，增加了高空作业难度和高空作业人员的安全风险。这就需要设计一种安全、可靠的进出线支撑架，辅助高空作业人员便捷、可靠地进出电气部位，提高作业人员的工作效率，保障作业人员的人身安全。为了解决这一难题，国网山西省电力公司检修分公司成功研制出了±800 kV 直流四联耐张串作业人员进出线辅助支撑架（以下简称“支撑架”）。

1 技术要求

以检修人员安全进出耐张四联绝缘子串为研究目的，根据±800 kV线路耐张绝缘子串的组装图，初步拟定±800 kV线路检修四联耐张绝缘子串时，检修人员利用出线支撑架到达横担端第一个三角联板处检修作业。支撑架的特点主要有：①通用性，既适用于耐张塔，同时也适用于直线转角塔；②质量轻，机械强度能满足作业要求；③结构简单，操作简便，只需一名检修人员就能完成安装。

2 研究内容

研究内容主要包括：①对支撑架材料进行选型研究，要求重量轻便；②对支撑架机械性能进行研究，要求具有一定的机

械抗弯、抗扭特性和耐机械老化性能；③对支撑架结构进行设计研究，要求结构合理、安全可靠、易操作。

3 工具额定荷载设计

支撑架在使用时，主要承受作业人员体重和随身携带工具的重量，则平梯额定设计荷重Qs等于作业人员体重和随身携带工具的重量之和。额定设计荷重最终确定：1 kN。

3.1 安全系数

确定安全系数是一个复杂的问题。安全系数大，工具笨重，操作不方便；安全系数小，不安全。以往带电作业工具设计中常采用工具安全系数不小于3，GB/T 18037规定ns（塑性材料安全系数）对于轧、锻件取1.5～2.2.考虑到工具的工作条件、材料性能以及型式试验条件等因素，取ns≥2.5，破坏系数不小于3.

3.2 工具的主要技术参数

工具的主要技术参数如表1所示。

表1 工具的主要技术参数

工具名称设计额定荷重/kN静试验荷重/kN动试验荷重/kN

1倍2倍2.5倍1.5倍

平梯112

2.51.5

卡座112

2.51.5

4 工具结构设计

4.1 工具主要尺寸确定

结构尺寸的确定要参考耐张绝缘子串组装图（如图1所示），从横担到绝缘子处的距离长度为2 170～3 150 m，所以平梯的长度确定为2.4～3.3 m的可调结构，宽度确定为440 mm。卡座的主要用途是卡住“U”形挂环（U-110200-105），使平梯能固定在线路金具上。

平梯及卡座结构尺寸确定后，其他尺寸由设计计算确定。

4.2 主要零件材料的确定

4.2.1 基本要求

通过对平梯结构的优化和材料的优选，使平梯的结构合理，整体强度要高、质量要轻、工作要可靠。围绕基本要求，主要解决以下几个关键问题。

4.2.2 材料的优选

平梯型式和工作负荷确定后，需要进一步确定平梯主体的材质。可供选择的主体材质有LC4、LY12两种铝合金材料，两者机械强度都较高，材料比重较小，做成的工具重量轻，又可满足强度要求。但现在市场上的铝合金型材多为LY12，所以平梯主体材料选用LY12铝合金加工。

图1 耐张绝缘子串组装图

5 主要创新点

新工具选材轻便、结实、耐用、装拆方便、操作灵活，且

通用型好，能满足不同塔型的作业要求。

6 作业方法及使用说明

6.1 作业方法和流程

需要停电或带电作业，作业流程为：①利用横担处“U”形环为支点，安装好卡座；②卡座安装好后，将平梯安装在卡座上；③放倒平梯，平梯另一端担在三角联板上；④检修作业人员骑在平梯上，慢慢移动至绝缘子串处，然后检修作业人员即可开始对绝缘子进行检修。

6.2 使用说明

支撑架结构由“U”形环卡座和支撑架两部分组成。

6.2.1 “U”形环卡座的使用

“U”形环卡座选用高强度铝合金材料加工制造成形，具有重量轻、强度高的特点。使用时，首先将“U”形环卡座主体放在“U”形环上，在将夹板螺栓由“U”形环下方穿过“U” 形环卡座主体，然后拧紧蝶形螺母，使“U”形环卡座牢牢地固定在“U”形环上。

6.2.2 支撑架的使用

支撑架选用高强度铝合金型材加工制造成形，具有重量轻、强度高的特点。使用时，首先将“U”形环卡座牢牢地固定在“U”形环上，在将卡座转动座上的转动销拧出，然后将支撑架的铰接耳插入转动座，拧紧转动销，使支撑架与“U”形环卡座连接为一体，最后将支撑架放倒。至此，整个辅助支撑架全部安装于线路金具上，这时作业人员就可利用辅助支撑架进出电气部位，进行检修作业。

7 结束语

在新工具研制成功后，分别于2014-10-22、2015-01-10在公司运维的±800 kV天中线3516#、3520#两基杆塔上进行了现场应用试验。通过应用发现，该工具重量轻、强度高、结构合理、安全可靠、容易操作，最大程度地为作业人员提供可靠的安全保障，提高人员进出四联耐张串的作业效率，实现了项目预期的目标。同时，本项目研制的支撑架经过型式试验、电气试验和现场应用证明，具有良好的通用性和安全性，可以大大提高作业效率，具有巨大的市场和广阔的应用前景。

参考文献

[1]郝旭东，纪建民，智润仓，等.带电更换500 kV直线转角塔绝缘子串通用工具研制[J].华北电力技术，2008（2）：8-11.

[2]王泳.带电更换500 kV输电线路耐张绝缘子工具的研制简介[J].电力系统装备，2003（8）：74-75.

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作者简介：韩志军（1976—），男，山西太原人，高级技师，主要从事超特高压输电线路运维检修、带电作业方面的工作。李海峰（1976—），男，山西吕梁人，高级工程师，2004年毕业于太原理工大学电力系统及自动化专业，主要从事超特高压输电线路运维检修、带电作业方面的工作。全明睿（1986—），男，山西运城人，助理工程师，2008年毕业于华北电力大学电力系统及其自动化专业，主要从事超特高压输电线路运维检修、带电作业方面的工作。

〔编辑：王霞〕