覆冰区合成绝缘子万能卡具的研制

２０１６年８月上　覆冰区合成绝缘子万能卡具的研制　高曼聪，李东华，林永健，岑宇海（中国南方电网超高压输电公司梧州局，广西梧州５４３００２）　【摘要】从５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线串、ｖ型串覆冰监测装置安装过程中存在的问题入手，提出一种具有可停电作业也可带电作业　特点的合成绝缘子万能卡具装置。对所研制的合成绝缘子万能卡具装置进行结构设计、强度计算。可采用（停）带电作业方式高效、快捷、安全地　进行５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线串、Ｖ型串覆冰监测装置安装。　【关键词】万能；ｖ串；带电作业；卡具设计；强度碗核　【中图分类号】ＴＮ７５２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００６—４２２２（２０１６）１５—０１５３—０３　

１刖面　目前梧州局所管辖的５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线　串、Ｖ型串的应用非常普遍，由于没有专用的工器具。致使作　业人员在安装覆冰监测装置时存在需要作业人员多、劳动强　度高、耗时长、工器具繁琐、安装的效率较低等问题，基于以上　问题，目前此项工作基本都是安排在线路停电时进行。为了减　少作业人员的工作量，降低劳动强度．有效地提高整个作业过　程的效率及作业安全．实现可以随时进行带电安装，我们势必　要设计一种合成绝缘子多用卡具来实现这一目的。　２目前作业现状　

目前在对５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线串、Ｖ型串　进行覆冰监测装置安装的方法有两种。①停电安装，此方式需　要设备停电．需要将导线提起来，再将所需安装覆冰监测装置　的合成绝缘子解脱，只有在这种状态下才能将覆冰监测装置　安装就位。整个作业过程需要高空作业人员７名．所需工具的　重量在２００ｋｇ左右，劳动强度很大。所需要的工作时间大致在　５ｈ。②采用带电处理，此方式作业复杂，必须在良好天气及适　宜的气象条件下进行，整个作业过程需要高空作业人员８名，　所需工具的重量在１５０ｋｇ左右．劳动强度很大。所需要的工作　时间大致在６ｈ。由于作业的时间长，需要有２名作业人员进　入等电位。加之不可确定的天气因素会对绝缘工具的绝缘性　能带来影响，对整个带电作业工作带来很大的不便及安全隐　患。因此在实际工作中基本上不采用带电处理方式。　３合成绝缘子万能卡具设计　

３．１设计依据　对中国南方电网有限责任公司超高压梧州局所管理的　５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线串、Ｖ型串输电线路进行　数据统计，以５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘予直线串、Ｖ型串的　吨位值为主要设计依据　３．２技术参数选择　

梧州局所管理的５００ｋＶ线路直线塔合成绝缘子直线串、　Ｖ型串输电线路合成绝缘子有１６Ｔ、２１Ｔ、２４Ｔ、３ｏＴ这几种吨位　值，根据带电作业用绝缘子卡具标准ＤＵＴ４６３—２００６的规定。　结合实际工作需要，在确定万能卡额定荷栽时．我们选择吨位　最大的绝缘子（３０Ｔ合成绝缘子）作为万能卡额定荷载。卡具　额定荷重的取值一般为：　ｐ＝ｐ０ｘ２５％＋５　式中：ｐ——卡具的额定荷重ｋＮ；　ｐ　适用的绝缘子或金具级别ｋＮ。　

．’．ｐ＝３０ｘ２５％＋５＝８０ｋＮ　考虑到卡具在实际使用过程中的不平衡受力．我们将卡　具的额定荷载定在１００ｋＮ。卡具的工作形式采用后置式一体　双丝杆形式，解决工作区间狭小的问题　３．３材料与结构选择　

３－３．１结构　合成绝缘子万能卡具的结构，采用后置式一体双丝杆。结　构图如图１　２所示　

图１　图２　３．３．２制作材料及技术参数　卡具主体采用高强度钛合金ＴＣ４（屈服强度仃屈＝　８２４ＭＰａ，弯曲应力ｇｓ＝９０２ＭＰａ）；丝杆采用梯形螺纹．材料为　优质碳素合金钢４０Ｃｒ（抗拉强度￣ｈ＝９８０ＭＰａ．屈服强度盯屈＝　７８５ＭＰａ，比重Ｐ＝８．１ｋｇ／ｍ　）。　３．４强度校核　

万能卡具定位安装点：复合绝缘子钢帽上（ＦＸＢＺ￣５００／　４００、ＦＸＢＺ￣５００／３００，ＦｘＢＺ￣５００／２４０，ＦＸＢＺ￣５００／２１０，ＦＸＢＺ±　５００／１６０，ＦＸＢＺ￣５００／１２０，Ｗ一３００—３０ＡＣ及Ｗ一２１０—２４ＡＣ复合　绝缘子）　钛合万能卡具强度计算书　卡具主要技术参数：　３－４．１主要截面计算　对于卡具整体，简化力学模型，如图３所示。　由图３可以看出，在Ａ—Ａ截面处有最大弯矩．故对此截　

津　图３　表１　工作自荷　材质　卡具中　距　备注　ｒＣ４￣ｓ＝８２４ＭＰａ　１０ｏｋＮ　５０ｏｍｍ　ｏｂ＝９０２ＭＰａ　

面进行计算为主。　３．４．２　Ａ—Ａ截面处的强度计算　Ａ—Ａ处的截面结构如图４。　

经计算该截面惯性距为：ＩＹ＝１３３５５３１．１４７９ｍｍ４　则该截面的抗弯截面模量为Ｗ＝ＩＹ／３２－３７ｌ７－４ｌ２５６．１３ｍｍ３　施加于该截面上的弯距为：　Ｍ＝（　Ｖ２）ｘ２５０＝（１０００００／２）×２５０＝ｌ２５００００ｏＮ·ｍｍ　则该截面上的弯曲应力为：　Ｏｒ＝Ｍ／Ｗ　Ｏｒ＝３０２．９８６ＭＰａ＜￣ｓ＝８２４ＭＰａ／２．５＝３２９．６　３．４．３　Ｂ—Ｂ截面处的强度计算　Ｂ—Ｂ处的截面结构如图５　

图５　经计算该截面惯性距为：ＩＹ＝１２２５４５１．０５ｍｍ４　则该截面的抗弯截面模量为Ｗ＝ＩＹ／３０＝４０８４８．３７ｍｍ３　施加于该截面上的弯距为：　Ｍ＝（Ｐ／２）ｘ１５５．５３＝（１００００Ｏ，２）×１５５．５３＝７７７６５００Ｎ·ｍｍ　则该截面上的弯曲应力为：　ｏｒ＝Ｍ／Ｗ　ｃｒ＝１９０．３７ＭＰａ＜ｏｒｓ＝８２４ＭＰａ，２．５＝３２９．６　３．４．４　Ｃ—Ｃ截面处的强度计算　Ｃ—Ｃ处的截面结构如图６。　

图６　经计算该截面惯性距为：ＩＹ＝７４０７１２．３４ｍｍ４　

则该截面的抗弯截面模量为Ｗ＝ＩＹ／２６．８３＝２７６０７．６ｍｍ３　施加于该截面上的弯距为：　Ｍ：（Ｐ／２）ｘ７８．９７＝（１０００００／２）ｘ７８．９７＝３９４８５００Ｎ·ｎｌｎｌ　则该截面上的弯曲应力为：　

＝Ｍ／Ｗ　ｏｒ＝１４３．０２ＭＰａ＜ｏｒｓ＝８２４ＭＰａ，２．５＝３２９．６　故卡具在工作负荷作用下，工作是安全的，并且有足够的　安全裕度。　卡具两端的球窝处截面计算：　球窝处截面图如图７。　

图７　此处截面容易发生剪断，故该处截面以剪切计算为主。　剪切面面积Ａ＝１３０３ｍｍ　切力为Ｐｆ２＝１０００００／２：５００００Ｎ　故剪切应力为８剪＝５０００ｏ／１３０３＝３８＿３７ＭＰａ　取安全系数为２．５，则ＴＣ４的许用剪切应力为：　８许＝８２４ｘＯ．６／３＝１６４．８ＭＰａ＞８剪＝３８．３７ＭＰａ　由此可以看出，该截面的强度足够安全。　耳片处螺钉的计算：　由于该处的螺钉为Ｍｌ８的４０Ｃｒ加工件螺栓．工作强度足　够，在此就省略计算。　３．５结论　由以上计算可以看出，该卡具主体在工作负荷为１００ｋＮ　时，工作是安全的，并且能够保证２．５倍的安全系数。　４覆冰区合成绝缘子万能卡具特点　

万能卡具的作业点在靠近横担的绝缘子上部．无需作业　人员进入等电位，不需要任何绝缘承力工具．因此可以根据工　作需要，随时进行对５００ｋＶ架空输电线路覆冰监测装置安装。　作业时长可以控制在Ｏ．５ｈ内。有效地提升了工作效率：高空　作业人员可以在２人以内即可完成安装工作．有效的减少了　作业人员数量；工具的总重量控制在２０ｋｇ以内，极大的降低　了劳动强度，提高供电可靠性。保证５００ｋＶ架空输电线路安全　稳定运行，降低生产成本。　万能卡具由带有承力丝杆的通用承力主卡具及与５００ｋＶ　合成绝缘子钢脚外形相对应的副卡组成。主卡具用来转移绝　缘子的荷载。副卡具用来稳定５００ｋＶ各种合成绝缘子钢脚针。　我们将副卡通过防脱螺钉固定在主卡上．副卡的内型腔与　５００ｋＶ合成绝缘子钢脚外形相吻合，（每种副卡对应与之匹配　的合成绝缘子钢脚），外部形状统一与主卡的内型腔匹配。副　卡的上边沿挤压在合成绝缘予钢脚碗头的外边沿作为受力位　置，中部的凸台将受力转移到主卡上。收ｌ紧主卡具上的承力丝　杆，将绝缘子所承受的荷栽转移到主卡具上．实现５００ｋＶ架空　输电线路覆冰监测装置的快速便捷安装　５技术方案　

（１）工器具组装：１＃、２＃电工携带传递绳、传递滑车登塔．　传上覆冰监测装置，地面电工将与工作杆塔合成绝缘子相配　的万能卡副卡通过防脱螺钉连接到通用承力主卡上。　（２）覆冰监测装置安装：１＃、２＃电工与地面电工配合。将在　

磅　————■■—■■■■■■■一　电力系统高压ｌ输电线路施工关键技术分析　引＼大伟（湖南省送变电工程公司输电施工一分公司，湖南长沙４１００００）　【摘要】在当前社会生产生活电力需求日益提升的情况下，必须重视电力系统高压输电线路的建设与施工，从而保障电力系统的正常运行与　电能的输送。本文探讨了高压输电线路施工中关键的施工技术，如基础工程、杆塔工程等方面的措施，以供相关工程参考。　【关键词】电力系统；高压输电线路；关键技术　【中图分类号】ＴＭ７５２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００６—４２２２（２０１６）１５—０１５５—０２　

１引言　电能的供应除了要求满足社会工业化生产的要求．还要　求保障人们日常的生产生活需要．因此。提高对于电能负荷要　求是电力系统发展的必然趋势。由发电厂所生产的原始电能，　并不是直接供应给用户，而需要通过高压输电线路，传送至用　电地区．在此过程中必须重视高压输电线路的施工问题，从而　保障输电顺利。　２高压输电线路施工的一般过程　

２．１基础施工　高压输电线路的建设基础为埋入地下的杆塔，我国电力　企业供电系统的高压输电线路基础施工．主要包括桩基施工、　混凝土浇筑、爆破与开挖施工等。只有保证高压输电线路的施　工准确性与稳固性．才能够保障整体输电线路的质量和顺利　运行。另外．还应当根据施工当地地理情况，选择合理的施工　方法．充分考虑工程实际，从而保障工程质量。　２．２杆塔施工　

高压输电线路的架设．其主要支撑结构是杆塔，因此对于　杆塔的施工．要求以能够保障供电可靠性、工程施工速度与施　工成本等方面作为建设条件　电网供电系统高压输电线路组　合杆塔构件的过程，即被称为组立杆塔，通常包括分解组立与　整体组立这两种形式。因为高压输电线路铁塔本身较重。一般　能够达到约几十吨或上百吨。在这种情况下就需要运用分解　组立的建设方式：而当运至桩位个别角的钢弯曲度超出长度　约１，７５Ｏ时．即可通过冷矫正方式进行调整。　２．３架线施工　

高压输电线路的架线施工过程，通常《　括放线、紧线、安　

装附件以及架线前准备工作等，放线与紧线是基础性工作。在　放线施工的过程中．需控制放线导线的损伤面积在导线部分　２％以下，如果超出，则需要对该部分采取补修措施；若出现重　度的损伤问题。则需要先截掉损伤的部分．然后运用接续管实　现连接。为了防止导线的损伤，可采取张力放线的方法，利用　机械使导线达到合适的张力．同时与交叉物之间保持安全距　离，从而有效保障放线的质量。同时，还应当在实施紧线施工　的过程中，确保铁塔的完整组装，控制螺栓紧固率达到９５％及　其以上。　３电力系统高压输电线路施工关键技术