摘要：带电更换500kV输电线路首末端耐张绝缘子传统作业方法中，工序繁复，所用工器具较多、笨重、结构复杂、通用性差，同时，作业人员劳动强度大，作业安全风险较高。本文通过对输电线路耐张塔末端绝缘子的金具连接情况、受力情况、电磁场分布等方面的调查分析；提出在现行作业方法的基础上进行工器具和方法的改进创新，使带电更换耐张塔末端绝缘子效率更高、作业时间更少、作业安全风险更低。新工具和新方法是对输电线路带电更换耐张塔绝缘子方法的有效补充，具有较高的应用价值和推广价值。
关键词：500kV输电线路；带电作业；首末端绝缘子；更换工具
0引言
输电线路带电作业作为一种不停电的检修作业，具有减少停电时间，提高作业效率和系统稳定性，能及时消除设备缺陷等特点，广泛运用于各电压等级输电线路检修维护工作。500kV输电线路带电作业主要项目有带电更换自爆绝缘子、带电修补导地线、带电处理导地线异物、带电检修悬垂或耐张金具、带电更换防震锤、间隔棒、带电检修跳线引流板等。其中，带电更换耐张塔自爆绝缘子是带电检修作业中常见也是重要的操作项目。
近年带电作业中，带电更换首末端耐张自爆绝缘子的作业时间较长，作业效率低，使用的作业工器具笨重，通用性较差，在加大作业人员的劳动强度的同时,也增加了带电作业的安全风险。因此，对带电更换耐张绝缘子串首末端自爆绝缘子相关作业方法和工器具进行优化研究，对于提高500kV输电线路安全可靠运行水平，具有现实意义和社会经济价值。
1传统作业方法研究
参考《输电线路带电作业》《带电作业操作方法（第一分册）输电线路》等相关文献，带电更换500kV输电线路耐张绝缘子方法主要包括托瓶架法、翼型卡具法、闭式卡具法等方法，针对首末耐张绝缘子，一般采用托瓶架法和翼型卡具法。为更好的分析传统带电作业方法的原理，我们对耐张绝缘子串的结构、所受电场分布和作业工器具情况进行细致研究。
1.1耐张绝缘子串结构分析
输电线路主要由导线、地线、绝缘子、线路金具、杆塔、基础和其他附属设施等部分组成。绝缘子用于支持和悬挂导线和地线，保证导线与杆塔之间的绝缘性。因此，绝缘子具有一定的机械性能和绝缘性能。
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图1耐张杆塔的绝缘子结构
从图中我们可以看出，导线侧首片绝缘子一侧与连接导线的金具连接，一侧与其他耐张绝缘子连接，所处位置比较特殊，是导电性和绝缘性的交叉处，所承接的分布电场最大。
1.2带电更换耐张绝缘子工器具分析
传统带电作业中，常常使用托瓶架法、翼型卡具法更换首末端耐张自爆绝缘子。
（1）托瓶架架法
500kV输电线路导线型号一般为LGJ-630/45，耐张绝缘子一般有27—32片，每片长度为170—205mm，耐张绝缘子串总长为5440mm—5740mm。使用托瓶架法进行带电更换时，所使用的托瓶架和绝缘拉杆长度要与耐张绝缘子串长度相当，长度达6m左右，托瓶架由聚合纤维制造，总重量达到30kg—40kg，由于托瓶架长度长，重量大，在带电作业中，操作相当不便，对作业人员体力消耗大。
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图2绝缘托瓶架
（2）翼型卡具法
翼型卡具主要安装在联板上，是目前较为轻便的更换工具，但是由于安装位置限制，在安装时，需要拆除导线侧均压环，更换完成后，需要重新安装均压环，增加了作业步骤和作业时间。
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图3翼型卡具法更换绝缘子
2新工具新方法探究
通过对传统带电更换首末端绝缘子作业方法的分析研究，要想减少带电作业时间，提高带电作业效率，需要对现有带电作业方法进行改进和创新。从上述的分析可以看出，作业工器具在作业中对带电作业进程有较大的阻碍，是妨碍带电作业顺畅开展的困难点，因此，对带电作业工器具改进，对提高带电作业效率和质量具有重要意义。
2.1新工器具作业位置分析
工器具的创新需要根据作业对象结构进行分析研究，根据耐张绝缘子串的结构分析，我们可以发现，在导线侧连接金具中，联板占有重要地位，其一，联板主要连接耐张绝缘子和导线，其机械性能高，承力大；其二，联板处于耐张绝缘子导线侧连接端，与首片耐张绝缘子距离较近。
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图4联板结构图
从图中可以看出联板为等腰三角形结构，在运行线路中，顶端连接耐张绝缘子，后两点连接导线，垂直于地面连接。借助联板等腰三角形原理，在两侧等边线上加装一块与导线平行的金属卡，就可以很好的模拟翼型卡具的前卡受力点，并且该位置为一处对称的横向受力点，符合丝杆及绝缘子卡具组合受力要求。
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图5联板受力模拟图
3带电作业新方法安全性评估
根据《国家电网公司安全工作规程》规定，带电作业应满足以下要求。
安全距离要求。500kV杆塔上作业人员与带电体必须保持3.2m（工作杆塔海拔均小于500米）及以上的安全距离，绝缘绳索最小有效绝缘长度必须保持3.7m及以上，等电位电工进入强电场过程中人员与接地体和带电体的组合间隙不得小于3.9米。
最少绝缘子片数要求。沿耐张串进入等电位及在更换单片绝缘子作业时，考虑绝缘子短接后，应保持良好绝缘子片数不小于23片。
组合间隙距离要求。500kV作业最小组合间隙不得小于3.9m。
4结束语
内蒙古地区500kV输电线路导线型号一般为LGJ-630/45，耐张绝缘子一般有27—32片，每片长度为170—205mm，耐张绝缘子串总长为5440mm—5740mm。扣除自爆绝缘子1片及需要作业占用位置2—3片，在安全距离、有效绝缘子片数、安全组合间隙等方面满足带电作业安全要求。
参考文献：
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