輸電線路避雷線提升轉(zhuǎn)換器的研制與應(yīng)用

黨文強(qiáng)，劉美洲

(1.國網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司，陜西 安康 725000；2.國網(wǎng)四川丹巴縣供電有限責(zé)任公司，四川 丹巴 626300)

輸電線路避雷線提升轉(zhuǎn)換器的研制與應(yīng)用

黨文強(qiáng)1，劉美洲2

(1.國網(wǎng)陜西省電力公司安康供電公司，陜西 安康 725000；2.國網(wǎng)四川丹巴縣供電有限責(zé)任公司，四川 丹巴 626300)

在傳統(tǒng)輸電線路避雷線提升、更換安裝金具作業(yè)中，存在作業(yè)工器具單一、簡陋，提升作業(yè)困難且安全系數(shù)較低，提升方式極易損傷架空避雷線及光纜造成安全隱患等問題。為了解決這些問題，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，研制出一種基于平衡緊線法的輸電線路避雷線提升轉(zhuǎn)換器。該裝置采用一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，顛覆了傳統(tǒng)的豎直向上提升方法而轉(zhuǎn)換為接近水平的斜向上提升法，操作簡便，安全高效，對(duì)輸電線路運(yùn)行檢修作業(yè)具有重要的實(shí)用意義。

輸電線路；避雷線；平衡緊線法；提升轉(zhuǎn)換器

0 引言

在新建線路架設(shè)、老舊線路改造和檢修過程中，涉及到很多有關(guān)直線塔避雷線金具的安裝、調(diào)整和更換工作。由于傳統(tǒng)輸電線路更換、安裝金具作業(yè)中存在作業(yè)工器具單一、簡陋，避雷線提升作業(yè)困難且安全系數(shù)較低，提升方式極易損傷架空避雷線及光纜造成安全隱患等問題；同時(shí)，新修訂的輸電線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中提出各類避雷線截面積均有不同程度的增大，垂直和水平荷載將大幅度提高，再使用簡易方法安裝避雷線金具已很不適宜。因此，需研制一種安全高效、操作簡便、通用性強(qiáng)的輸電線路避雷線提升專用工具。

1 傳統(tǒng)提升工具及作業(yè)方式

1.1 傳統(tǒng)提升工具

目前，避雷線金具安裝、檢修、更換作業(yè)中常采用手扳葫蘆、雙溝緊線器和滑車組組合進(jìn)行作業(yè)，在避雷線橫擔(dān)處用鋼絲繩套固定提線工具，存在如下問題。

(1) 直線塔懸垂金具的長度大部分在230 mm左右，常用的緊線工具如手扳葫蘆、雙溝緊線器和滑車組組合等，其收緊失效距離均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于230 mm。

(2) 電力工具制造廠家研發(fā)出的2種比較典型的避雷線提升工具，在使用過程中存在局限性。其只能提升安裝單懸垂線夾避雷線，對(duì)于雙懸垂線夾和預(yù)絞式懸垂線夾則無能為力(因?yàn)樘嵘芾拙€掛點(diǎn)距離懸垂線夾太近，預(yù)絞式懸垂線夾太長)。

目前，大多數(shù)線路架設(shè)的避雷線一邊是鋼絞線、另一邊是OPGW光纜，OPGW光纜使用的懸垂線夾是預(yù)絞式懸垂線夾，其檢修提升、安裝暫無專用工具。

1.2 傳統(tǒng)提升作業(yè)方式

施工檢修時(shí)，作業(yè)人員常采取以下2種方法提升安裝避雷線。

1.2.1 方法1

用一根較大的木杠做一個(gè)小橫擔(dān)順線路方向捆綁在鐵塔避雷線橫擔(dān)上，可小范圍轉(zhuǎn)動(dòng)；小橫擔(dān)兩端裝有掛線吊鉤，吊鉤一端連接緊線器，收緊緊線器就可以將光纜提升。

存在的問題：木杠強(qiáng)度不好控制，選擇大木杠不好攜帶、安裝，選擇小木杠容易折斷。

1.2.2 方法2

在避雷線橫擔(dān)上綁扎一個(gè)圓木，鋼絲套跨過圓木，通過卡線器、緊線器收緊鋼絲套來提升光纜。

存在問題：鋼絲套在圓木上滑動(dòng)，沒有采取防止光纜脫落的保護(hù)措施。

綜上所述，傳統(tǒng)提升工具非常簡陋、規(guī)范性和安全性差，存在操作復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)大的問題。

2 輸電線路避雷線提升轉(zhuǎn)換器研制

2.1 結(jié)構(gòu)組成

裝置研制過程中主要考慮工具的安全可靠、操作方法的簡便高效、作業(yè)范圍的控制、提升方法的優(yōu)化等4個(gè)方面。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，開發(fā)研制出如圖1所示的避雷線提升轉(zhuǎn)換器，其主要由輪架組件、防脫掛鉤組件和滑輪組件3部分組成。

圖1 避雷線提升轉(zhuǎn)換器實(shí)物

2.1.1 輪架組件

輪架組件固定于橫擔(dān)之上，各部件結(jié)構(gòu)及安裝位置直接關(guān)系到工具作業(yè)時(shí)的安全性，因此工具采用一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊。輪架組件由輪架主體及封口螺釘組成。輪架主體用鋁合金材料制成，外側(cè)形狀根據(jù)2個(gè)角鋼合并后的形狀制成，內(nèi)側(cè)形狀為長槽形，輪架主體兩側(cè)底部4角設(shè)計(jì)有4個(gè)縱向長孔，各安裝掛鉤1個(gè)，掛鉤間距可調(diào)整。

2.1.2 防脫掛鉤組件

防脫掛鉤組件由掛鉤和帶臺(tái)滾花壓緊螺母組成，共有4個(gè)，安裝在輪架主體兩側(cè)底部4角。掛鉤間距可通過其在長孔中的位置進(jìn)行調(diào)整，可適應(yīng)不同型號(hào)桿塔避雷線橫擔(dān)作業(yè)情況，通過4個(gè)對(duì)稱螺栓連接保證裝置固定的安全穩(wěn)定性。

2.1.3 滑輪組件

滑輪組件由滑輪、輪軸和螺母組成，通過螺母連接在輪架主體上，輪架主體上的1個(gè)凸臺(tái)可防止滑輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。2個(gè)滑輪分別位于輪架主體前后，滑輪輪槽略高于角鋼豎直面的頂部。采用對(duì)稱原則設(shè)計(jì)2個(gè)滑輪的目的是為了降低了避雷線提升轉(zhuǎn)換器重心，分散角鋼所受壓力。

2.2 強(qiáng)度計(jì)算校核

對(duì)研制的工具進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算校核。所研制工具重2.3 kg；尺寸為321 mm×160 mm×145 mm；選用鋁合金材料，抗拉強(qiáng)度σ≥530 MPa，抗剪強(qiáng)度τ≥530 MPa；安全系數(shù)K=4；沖擊系數(shù)K1=4。模擬JLB30-150型地線，設(shè)計(jì)最大風(fēng)速30 m/s，設(shè)計(jì)覆冰厚度10 mm，垂直檔距最大取Lυ=800 m，地線金具重量G1=11.11 kg，地線單位長度質(zhì)量Q=0.84 kg/m。

地線垂直荷載G計(jì)算如下：

為提高安全性，取工具的工作載荷為10 kN。經(jīng)計(jì)算，工具許用抗拉強(qiáng)度σ為163.9 MPa，許用抗剪強(qiáng)度τ為79.9 MPa。經(jīng)過試驗(yàn)計(jì)算確認(rèn)，工具的設(shè)計(jì)完全滿足拉伸與剪切強(qiáng)度要求。

圖2 避雷線提升轉(zhuǎn)換器工作狀態(tài)示意

2.3 避雷線提升轉(zhuǎn)換器作業(yè)方式

該避雷線提升轉(zhuǎn)換器的作業(yè)方式顛覆了傳統(tǒng)的豎直向上提升方法而轉(zhuǎn)換為接近水平的斜向上提升方法，其工作狀態(tài)如圖2所示。所應(yīng)用的工具有：鋼絲繩、緊線器、2個(gè)緊線鉗頭、提升轉(zhuǎn)換器。

具體步驟如下。

(1) 將輪架主體卡在鐵塔避雷線橫擔(dān)掛點(diǎn)的2個(gè)角鋼上，根據(jù)2個(gè)角鋼寬度調(diào)整4個(gè)防脫掛鉤間距，并擰緊緊固螺母。

(2) 將提升避雷線用的鋼絲繩套貼著2個(gè)滑輪上部繞過，并用封口螺釘封住鋼絲繩套上部。

(3) 鋼絲繩套一端連接緊線器并用緊線鉗頭連接于避雷線一端，另一端連接緊線器卡線器。

(4) 待各部件連接可靠后，采用平衡緊線法，通過調(diào)節(jié)緊線器，使鋼絲繩向內(nèi)收縮，將力傳遞給兩端避雷線緊線器，使避雷線沿斜向上方向向內(nèi)收緊。這樣，避雷線懸垂線夾連接區(qū)域保持松弛狀態(tài)，可平穩(wěn)地提升各類避雷線，此后可安全順利地進(jìn)行檢修工作。

此方法能避免因各種原因引起的避雷線跳躍、滑脫事故，亦可避免因選擇使用的木橫擔(dān)不當(dāng)而引起的斷裂掉線事故，安全可靠，操作方便高效，作業(yè)范圍可控，使用效果較好。

3 避雷線提升轉(zhuǎn)換器應(yīng)用效果分析

該工具研制成功后，在某供電公司所管轄110 kV線路紫麻線4基不同桿塔上進(jìn)行了更換避雷線懸垂線夾作業(yè)，其安全性、操作性、通用性均得到了驗(yàn)證。

3.1 安全性

(1) 工具采用一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，各部位連接均考慮安全措施，作業(yè)時(shí)將裝置受力轉(zhuǎn)換至與桿塔組成的整體上，安全可靠。

(2) 4個(gè)防脫掛鉤與鐵塔避雷線角鋼牢固地連接在一起，輪架上的封口螺釘將鋼絲套封住，緊線時(shí)無論避雷線怎樣跳躍，也不會(huì)發(fā)生滑脫掉線事故，保證人身、設(shè)備安全。

(3) 提升作業(yè)方式轉(zhuǎn)換為接近水平的平衡緊線法，工作人員作業(yè)范圍縮小，安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)降低，減小了線纜的損傷和電網(wǎng)的安全隱患。

3.2 操作性

該工具結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，重量輕，承載力大，不受電壓等級(jí)限制。提升安裝避雷線金具時(shí)，不需準(zhǔn)備太多類型的檢修工具，操作簡便，安全高效。

3.3 通用性

作業(yè)時(shí)，直線鐵塔和耐張鐵塔使用的工具幾乎一樣，只是直線鐵塔要多用1個(gè)避雷線提升轉(zhuǎn)換器。對(duì)于同一基直線鐵塔，無論掛的是OPGW光纜、還是鋼絞線避雷線等，只需更換相應(yīng)的卡線器，都可使用此工具進(jìn)行提升安裝。此工具對(duì)預(yù)絞式及雙懸垂線夾同樣適用，通用性很強(qiáng)。

4 結(jié)論

這種輸電線路避雷線提升轉(zhuǎn)換器具有安全高效、操作簡便、通用性強(qiáng)的技術(shù)特點(diǎn)，可使作業(yè)人員從原來的5人減至2人，作業(yè)時(shí)間由原來的50 min減少至18 min，曾應(yīng)用在多條改造線路上，效果非常好，特別適合在山區(qū)大鐵塔、大檔距、大截面積、受力大的避雷線上使用。該工具的研制獲得了陜西省電力公司群眾創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)，并已申報(bào)國家發(fā)明專利(公示中)。

1 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局．GB 50545—2010 110—750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

2 鄭宏偉，陳 晨．輸電線路架空地線提升工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]．浙江電力，2013，32(6)：64-66.

2017-02-06；

2017-06-13。

黨文強(qiáng)(1991—)，男，助理工程師，主要從事輸電線路運(yùn)檢工作，email：15102992718@163.com。

劉美洲(1993—)，男，大專，主要從事水電運(yùn)行維護(hù)工作。