邓龙
国网福建省电力有限公司三明供电公司，福建 三明 365000
摘 要：在采用等电位作业法带电更换220kV干字型耐张杆塔中相绝缘子串作业中，因绝缘子串长度过短，组合间隙不能满足通过绝缘子串“跨二短三”进入电场的要求，同时由于铁塔结构限制，无法安装普通水平硬梯进行电位转移，在该类杆塔上进行等电位作业常使用绝缘挂梯或荡秋千法进入电场，由于杆塔高度高，挂梯悬挂点高，等电位电工攀登时体力消耗很大，等电位电工由塔身荡入悬挂点下方时，旋转及晃动幅度大，对等电位电工心理、体力及技术要求极高，整套作业方法、作业效率及安全系数很低。为了解决这一问题，三明供电公司成立了由带电作业相关技术人员组成的课题研制小组，研制出一套便于进出干字型耐张铁塔中相电场的绝缘梯，降低作业人员工作强度，提高工作效率，取得了良好的应用效果。
关键词：耐张中相绝缘子串；电位转移；降低工作强度。
前言
架空输电线路中，绝缘子在长期运行过程中易受到外部环境的影响导致闪络或击穿，另外随着绝缘子自身的老化，绝缘子将逐渐降低或失去绝缘性能，直接危及到了输电线路的安全稳定运行．若不及时更换低值或零值的绝缘子，可能引起线路跳闸停电，影响用户的安全稳定用电。
国网三明供电公司所辖220kV列新线等线路，其耐张杆铁塔形式多采用干字型设计，杆塔高度基本在40m以上，中相导线绝缘子采用双串绝缘子，结构长度在2400mm左右。为保障电网的安全运行，提高供电可靠性，输电带电作业班每年均需要在该类型杆塔上多次开展等电位带电检修作业。如：等电位安装故障隐患检测与预警系统、等电位更换耐张绝缘子、等电位调整防振锤、等电位处理异物等工作。因绝缘子串长度过短，组合间隙不能满足通过绝缘子串“跨二短三”进入电场的要求，同时由于铁塔结构限制，无法安装普通水平硬梯进行电位转移。
目前，在该类杆塔上进行等电位作业常使用绝缘挂梯或荡秋千法进入电场，由于杆塔高度高，挂梯悬挂点高，等电位电工攀登时体力消耗很大，等电位电工由塔身荡入悬挂点下方时，旋转及晃动幅度大，对等电位电工心理、体力及技术要求极高，整套作业方法、作业效率及安全系数很低。为解决上述问题，鉴于上述原因，需要研制出一套便于进出干字型耐张铁塔中相电场的绝缘梯，降低作业人员工作强度，提高工作效率，以确保线路的供电可靠性。
1.研究内容
本设计方案应满足220kV干字型耐张塔中相转移电位作业的需要。
（1）梯子与导线连接挂钩的设计，满足拆挂方便，自动闭锁。
（2）双节梯子之间连接棘轮及卡扣的设计，满足承力稳定，调整灵活，实现远程调控。
（3）梯子与塔身连接结构设计，满足拆卸方便，连接可靠。
（4）上部绝缘梯与下部绝缘梯结构设计，分别满足作业人员在竖直方向和水平方向移动时安全便利。
2.设计方案
2.1材质要求
绝缘平梯的绝缘部件选用绝缘板材、管材、异型材、泡沫填充管时，应分别符合 JB/T8150.2和IEC855的规定。
绝缘材料必须符合GB17620-1998标准220千伏电压等级的规定要求。绝缘材料密度应符合要求，能满足南方高湿度气候条件下正常使用与保管期间无受潮变形。
绝缘平梯的连接扣件采用金属材料，其强度不低于（GB15831 钢管扣件）规定的强度要求，且对扣件抗滑承载力不小于3.2 KN，直角扣件、旋转扣件抗滑承载力不小8KN。
因功能特征不同而与之相配套的机构选材和检验可根据其结构的具体设计要求进行规定，并在以满足使用要求的前提下尽量减轻机构的重量为设计原则。
2.2绝缘双节可调硬梯设计方案
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图 1 干字型绝缘梯模型
2.3电气性能要求
绝缘平梯的电气性能、试验项目及标准符合《电力安全工作规程》的要求及以下规定：
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产品须具有电力工业安全工器具质量监督检验测试中心所做的检测报告。
2.4机械性能要求
（1）产品允许工作负荷，静负荷，动负荷均符合相关国家标准：
允许工作负荷：800N； 静负荷测试：2000N； 动负荷测试：1200N；
防坠架静负荷强度测试：5000N
（2）产品所用的绝缘材料均符合JB／T8150．2，IEC885之相关规定。
（3）产品所含玻璃钢型材料，均需严格把关，机械强度均符合设计要求。弯曲强度大于350Mpa，拉伸强度大于500 Mpa，表面电阻率大于1011Ω，击穿电压大于10千伏／mm。
2.5加工等工艺要求
（1）产品所有金属部件，应选用高强度合金、不锈钢，金属件做防腐蚀处理;金属部分都经去棱、圆角处理适于人员握持攀爬等。
（2）产品必须考虑人员工作时的防滑、防坠问题。产品所有涉及人员攀登、站立部位均具有防滑功能。
（3）产品表面应平整光亮无油垢、无刻痕划伤，表面无拉伤、变形、扭曲、气泡和色差。
2.6实现功能
研制的绝缘双节可调硬梯，主要由梯子与导线连接挂钩、上部绝缘蜈蚣梯、下部绝缘平梯和梯子之间连接棘轮及卡扣组成。
（1）地电位#1电工登塔至塔身适当位置，挂好滑车，地面电工将绝缘双节可调硬梯调整为直线状态，通过绝缘传递绳起吊至适当高度；
（2）地电位#2电工登塔至梯子下端头，就位后操纵梯子与地面电工配合将梯子挂钩挂至导线上或导线侧连接金具上。
（3）地电位#2电工通过远程调控梯子中间连接棘轮及卡扣的状态，将双节梯子调整至最佳角度，固定梯子下端头于塔材上并对梯子进行冲击性试验。
（4）等电位电工通过绝缘双节可调硬梯进出电场，以实现安全高效地开展等电位带电检修作业。
整套工具拆装方便，安全牢靠，作业方法简单方便，降低了作业人员的技术要求，大大减轻了作业人员的工作强度，有效解决了在干字型耐张杆塔中相等电位作业中安全系数、作业效率低的问题。
3.应用效果
自2017年9月起，输电运检室输电带电班应用新研制的工器具在220kV列新线#118塔和池新线#26塔进行了2次带电更换干字型耐张塔中相整串绝缘子作业。通过现场实际应用，作业人员普遍反映所研制的工具，整体结构合理、重量适中、安装方便灵活，使用效果良好，所编写的作业指导书符合现场实际，可操作性强，各项技术指标符合带电作业相关规范要求。
新研制的等电位进出电场工具通过绝缘双节可调角度硬梯转移电位，梯子不受悬挂高度的限制，对导线的应力和弧垂影响极小，有效解决了在干字型耐张杆塔中相等电位作业中安全系数、作业效率低的问题，较好地改进了带电作业方式，拓宽了220kV输电线路带电作业的应用范围，有效地减少了干字型塔耐张中相等电位作业的时间，提高了输电线路可靠性指标，具有较强的实用性，达到了项目预期的目标。
主要创新点
（1）梯子与导线之间连接挂钩采用高强度合金、不锈钢材料，并且挂钩采用闭锁装置，梯子挂钩与导线连接受力后能紧密闭锁，拆除时自动打开。
（2）双节梯子之间连接棘轮及卡扣部件采用高强度合金、不锈钢材料，棘轮部件设置有12个卡槽，通过远程调节卡扣与棘轮卡槽的连接状态，可调整两节梯子之间的角度范围达0到180°。
（3）上部绝缘蜈蚣梯采用防潮填充管材料，其长度约3000mm，梯阶的距离为320mm，满足作业人员在竖直方向移动时的安全便利。
（4）下部绝缘平梯采用绝缘管材、异型材、泡沫填充管材料，其长度达3000mm，宽210mm，梯阶的距离为400mm，满足作业人员在水平方向移动时的安全便利。
（5）上部绝缘蜈蚣梯和下部绝缘梯的巧妙组合设计，可适用于任何220kV干字型塔耐张中相等复杂结构杆塔相位转移电位，当中间连接棘轮及卡扣调整为0°时，梯子处于水平状态，可适用于所有普通杆塔转移电位，具有较强的通用性。
4.存在的不足
本课题组研究的220kV干字型耐张塔中相转移电位作业方法，通过一种绝缘双节可调角度硬梯转移电位，以解决在干字型耐张杆塔中相等电位作业中安全系数、作业效率低的问题。在作业过程中，通过调节卡扣与棘轮卡槽的连接状态，可调整两节梯子之间的角度范围达0到180°，但考虑到卡槽的稳定性及安全性，棘轮部件仅设置有12个卡槽，每调节一次卡槽，梯子对应调整角度为15°，无法实现两节梯子之间角度的微调，具有一定的局限性。另一方面，梯子的挂钩只能90°调整角度，无法自动调转任意角度，使工作中梯子受力后上部蜈蚣梯容易受到一个扭转力，长期如此给工器具带来一定安全隐患。
5.结束语
“220kV干字型耐张塔中相转移电位作业方法研究”通过台帐资料的收集分析，形成基本方案，并对方案进行调研和论证，确定最终，探索出一种通过绝缘双节可调角度硬梯等电位进出电场的新途径。通过现场试验和改进完善后，最终研制出一套绝缘双节可调角度硬梯。研制的工具整体结构合理、重量适中、安装方便灵活，使用效果良好，各项技术指标符合带电作业相关规范要求。有效解决了在干字型耐张杆塔中相等电位作业中安全系数、作业效率低的问题。
参考文献：
[1]王清葵．送电线路运行和检修[M]．北京：中国电力出版社．2003．12．
[2]曹法明，李琛．防滑绝缘梯的应用[J]．农村电工，2013(03)：45．
作者简介：
邓龙（1988－），男，工程师，从事高压线路带电检修工作。