(内蒙古东部电力有限公司检修分公司呼伦贝尔运维分部 内蒙古呼伦贝尔 021000)
摘要：输电线路带电作业工作需更换线路间隔棒，输电线路间隔棒有数量多，易损坏的特点，致使带电更换间隔棒工作量大。普通专用工具设计不合理，导致间隔棒更换工作效率低。本文研制出的护输电线路带电更换间隔棒专用杠杆大大提高了输电线路带电检修工作效率，缩短了带电作业时间，具有较好的实际应用价值。
关键词：输电线路检修；带电作业；间隔棒；专用工具；
1 引言
输电线路间隔棒更换是输电带电作业工作的主要检修工作项目[1]。输电线路为吸收大截面分裂导线震动能量，安装有大量间隔棒。但是由于大截面分裂导线震动能量较大，输电线路间隔棒每年损坏数量较多。需安排带电更换，由于原有专用工具采用丝杠传动转移荷载工作效率较低。通过研制输电线路带电更换间隔棒专用杠杆工具提高工作效率缩短带电作业工作时间。
2 输电线路带电更换间隔棒具体实施方法
我国输电线路的检修工作始终贯彻“应修必修，修必修好”和“安全经济运行”等基本方针，带电更换间隔棒是目前输电线路带电作业的主要项目之一[2]。由于带电作业时间越长遇到带电作业时遇到的过电压的放电概率增加。目前，根据我国输电设备带电更换间隔棒工作实际，要求工具轻便效率高。
由于我国近年来经济发展迅速，输电线路大量建设线路长度成倍增长[3]。仅呼伦贝尔地区就有500kV输电线路500千米，间隔棒约360000只。由于北方地区冬季气温低,冬夏温差达70度造成冬季导线运行应力增加，次档距震动严重。目前呼伦贝尔地区500kV线路多采用线夹回转式间隔棒来预防导线次档距问题。。由于原有的间隔棒更换专用工具采用丝杠传动转移间隔棒握紧力工作效率低，不能满足大量更换间隔棒的要求。因此，本文研制出一种更换间隔棒专用杠杆工具来转移间隔棒握紧力，提高了更换间隔棒的工作效率。
2.1线夹回转式间隔棒简介
间隔棒是用来保持分裂导线子导线的距离防止子导线间发生鞭击，或防止各子导线因电动力作用相互吸附在一起而减低分裂导线的电气性能间隔棒还具有抑制导线微风振动的作用。普通间隔棒如图1所示，间隔棒包括多个固定式线夹和一个多边形的线夹支架该固定式线夹可在导线长度方向，即与纸面垂直的平面内的前后方向有一定的摆动,但在张紧夹持状态下，基本上处于固定状态,无法作转动。对于分裂导线，一般每隔几十米有一个间隔棒，将各子导线连在一起。在每一个次档距内的子导线,其两端被间隔棒固定,扭转刚度大大高于相同截面单导线,在子导线产生偏心覆冰后很难绕其自身轴线扭转 ,偏心覆冰状况得不到缓解,偏心覆冰将形成扇形、新月形等形状的不均匀覆冰,作用在分裂导线上的空气动力载荷自然会比单导线大得多。这也是分裂导线比单导线容易发生舞动的主要原因[4]。
图1 普通六分裂导线间隔棒
图2所示为呼伦贝尔地区应用最广泛的线夹回转式间隔棒,将部分线夹设计成可自由或在一定角度范围内回转,这样间隔棒的功能依然存在,同时也能一定程度上防舞。
图2 线夹回转式间隔棒 图3线夹回转式间隔棒旋转环节
2.2带电更换间隔棒专用杠杆工具的设计要求[5]
现在普遍使用的输电线路间隔棒更换专用工具采用丝杠传动转移间隔棒握紧力，工作效率低。要求间隔棒专用杠杆工具，转移间隔棒握紧力时间缩短到传统工具的25%。相同材质条件下重量降低20%，操作方便经简单培训就能掌握操作要领实现独立使用快速更换间隔棒。
2.3专用杠杆工具的设计原理
带电更换间隔棒专用杠杆工具主要包括2个部分，一个是阻力力臂间隔棒握紧钳口1，一个是动力力臂操作柄2。
省力杠杆：动力臂大于阻力臂，平衡时动力小于阻力。虽然省力，但是费了距离。如图3所示，设动力臂为L1，阻力臂为L2，当L1大于L2时为省力杠杆。F1×L1=F2×L2，L1>L2时，F1<F2。
图4 传统更换间隔棒工具
1. 丝杠螺距p
螺距即导程，是螺杆每旋转一周螺母前进的直线距离。
本丝杠螺距p=2mm，周长S=πd=4.396cm。
2. 每次更换间隔棒需紧固丝杠的圈数N1
经测量每次需紧固距离D=1.1cm；n=D/p=5.5。但经实际测量每次更换间隔棒一处钳口需紧固圈数n1=6圈；所以每次更换间隔棒丝杠需紧固的圈数 N1=4×6=24 圈 （“4”代表四分裂导线）。
3. 每次更换间隔棒需紧固时间
根据实际统计平均紧固一圈的时间T=10s 紧固时间T1=24×10=240s；插入销针所需时间t1=4×10s=40s，其中“4”代表四分裂导线。
4. 每次更换间隔棒需要松开丝杠时需转动圈数N2
同理，但由于松开丝杠时，已经将销子插在钳口处，所以松开一处钳口需转动丝杠圈数n2=5 圈；更换间隔棒松开丝杠需转动圈数N2=4×5=20圈。
5. 每次更换间隔棒松开丝杠所需时间
松开时间T2=20×10=200s； 拔出销针所需时间t2=4×10s=40s。
6. 更换间隔棒所需时间
更换间隔棒所需时间Ta=T1+T2+t1+t2=520s。
3.2 输电线路带电更换间隔棒专用杠杆工具
图5和图6分别为专用杠杆工具效果及使用示意。
图5 专用杠杆工具效果图 图6 专用杠杆工具使用效果图
1. 动力臂/阻力臂
L1=26cm L2=2cm ；L1/L2=13。
2. 专用杠杆工具的省力情况
由杠杆定义可知F1×L1=F2×L2 (F1为扣压间隔棒钳口的力 ，F2为间隔棒钳口的反作用力) 即F1=L2/L1×F2 ；带入数据可知 F1=1/13×F2；可以得到结论，在作业工具合理长度范围内，人体只需克服扣押间隔棒钳口所带来的反作用力的十三分之一。平均扣押一次间隔棒钳口所用时间T1=4s。
3. 更换间隔棒所需时间
更换一个间隔棒共需扣押8次；更换间隔棒所需时间Tb=8×T1+t1+t2=64+80=144s。
3.3 传统工具与新研制工具花费时间对比
Tb=144s<Ta=520s；Tb/Ta≈1/4=25%；由此可知新研制专用杠杆工具已达到预期要求。
4 结论及建议
目前输电线路带电更换间隔棒专用杠杆工具已经在呼伦贝尔检修分部带电班组得到应用，但输电线路带电更换间隔棒专用杠杆工具刚刚研制成功，已经在2012年500kV输电线路检修中进行了引用，起到了良好示范效果。输电线路带电检修提高了工作效率，缩短了带电作业小时数，降低了每年带电作业时遇到的过电压的放电的概率。间隔棒专用工具利用杠杆原理，具有操作简单、使用方便、工作效率高，能有效减轻作业人员的劳动强度等优点，也将避免了倒闸操作，减少了误操作几率，保证了线路的安全稳定运行。
结合《更换间隔棒专用工具使用规范》编制更换间隔棒作业指导书，规范作业流程；加强培训，提高实际操作能力，能够更加熟练的使用间隔棒专用工具；通过不断改良，可将此工具采用组合式多种沟槽进行搭配使用，减小工具的局限性，达到适用于分裂导线多种类型间隔棒的检修工作，成为理想的更换间隔棒的工具。
参考文献
[1]易辉, 陈腾, 穆清华, 尹正来. DL/ T 741-2001 架空送电线路运行规程[S]. 北京: 中国电力出版社, 2002.
[2]董彦武. 带电加装、更换500kV紧凑型输电线路相间间隔棒技术研究[J]. 山西电力， 2013, 3: 62-65.
[3]万省民.送电线路[M]. 北京: 中国电力出版社, 2008.
[4]谢刚, 沈冰, 闫晓瑗. 工程力学[M], 沈阳: 东北大学出版社, 2007.
[5]曾昭桂. 输配电线路运行和检修[M]. 北京: 中国电力出版社, 2007.
作者简介
冯振华(1971-), 男, 大专学历, 技师, 现从事输电线路带电作业管理工作;
田洪野(1988-), 男, 本科, 高级工, 现从事输电线路带电作业检修工作;
王宝成(1978-), 男, 本科, 助理工程师, 现从事输电线路运维管理工作;
王志成(1975-), 男, 大专, 高级工, 现从事输电线路带电作业检修工作;
论文作者:冯振华,田洪野,王宝成,王志成
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/11
标签：间隔论文; 导线论文; 线路论文; 杠杆论文; 作业论文; 工具论文; 钳口论文; 《电力设备》2016年第14期论文;