摘要： 针对多回同塔110kV线路铁塔塔头尺寸小、利用常规带电作业方法难于进行绝缘子更换的难题，研究出了有效的带电作业方法和研制了作业工具，解决了多回同塔110kV线路悬垂绝缘子串带电更换难题。

1 前言

多回同塔架设的110kV线路悬垂绝缘子的带电更换难题困扰着带电作业人员已经好多年，如何安全、有效、及时消除绝缘子缺陷，在厦门电业局科研攻关小组的努力下，该难题得到了有效攻关并实际应用。现将有关多回同塔110kV线路悬垂绝缘子串带电更换的方法介绍如下。也希望这篇拙作能起到抛砖引玉的作用。

2 作业方法的研究

多回同塔架设的铁塔塔型常用的有两种，一种是伞型，一种是鼓型。铁塔的横担一般有两种型式，一种是三角形型式，通俗叫法“尖横担”；另一种是梯形型式，通俗叫法“宽横担”。悬垂绝缘子串组装型式一般也有两种，一种是单联绝缘子串组装；另一种是双联绝缘子组装。本文对这两种悬垂绝缘子串组装型式带电更换方法进行了研究。

多回同塔架设导线排列方式一般为垂直排列，上相-中相-下相横担相距3500mm，绝缘子串组装长度为2000mm，即上导线-中相横水平面=中导线-下相横担=1500mm，若导线距离横担斜面则其距离更小。按照《国家电网公司电力安全工作规程》（电力线路部分）中带电作业规定，“带电作业时人身与带电体的安全距离电压等级为110kV者不得小于1.0米”。在实际工作中，要在中相或下相进行绝缘子串带电更换是难以完成的。

2．1 研究的原则

针对塔型、间隙以及作业过程中人员的安全和舒适度等因素，所研究的作业方法必须安全可靠，所研制的工具要轻便实用。

一、作业时作业人员不进入横担作业。铁塔尺寸间隙小、绝缘子串长，有效操作空间小，难以保证作业安全。攻关组提出操作人员不允许进入横担，只能在铁塔塔身内。这样的好处是作业人员与带电体的安全距离有保证，且活动空间大。

二、作业工具的安装、绝缘子串的更换全部依靠作业人员操作绝缘工具来完成（如图一所示）。作业人员通过手持绝缘操作杆，就可以非常容易进行单联绝缘子串或双联绝缘子串的带电更换，且安全可靠。

图一  同塔架设110kV线路带电作业设计方案

2．2  丝杆吊钩法和弯板卡法

我们对杆塔横担结构进行研究，根据不同结构研发了通用的作业方法和工具，即丝杆吊钩法（绝缘子串为单串）和弯板卡法（绝缘子为单挂双联型式）。采用这两种方法进行悬垂绝缘子的带电更换，作业人员无需进入作业相横担，利用绝缘操作杆可以轻便进行作业工具的安装、悬垂绝缘子串的更换，大大减轻作业人员的劳动强度和提高作业人员安全保障。

丝杆吊钩法工具主要由横担卡、丝杆、拉杆、导线钩组成。使用时，将横担卡安装在绝缘子串挂点处角钢，导线钩卡入导线，利用绝缘操作杆操作丝杆进行提升导线、更换绝缘子串（图二）。

弯板卡法工具主要应用于绝缘子串为单挂双联安装型式，由弯板卡、单程丝杆、拉杆、导线钩组成。使用时，将弯板卡安装在联板上，导线钩卡入导线，利用绝缘操作杆操作丝杆进行提升导线、更换绝缘子串（图三）。

2．3  工具设计

2.3.1载荷计算

直线塔带电更换绝缘子主要考虑导线自重比载和安装条件下风压载荷的向量和。

2.3.2安全系数

承力工具的整体安全系数k=2.5。

金属工具的安全系数按k=2.5～3设计。

2.3.3材料选择

金属卡具采用LC 高强度铝合金，丝杠及附件采用合金钢30CrmnSi。

2．4   主要工具

2.4.1丝杆吊钩（图二）

图二 丝杆吊钩设计图

2.4.2弯板卡丝杆吊钩（图三）

图三 弯板卡丝杆吊钩设计图

2.5 工具机电性能试验

2.5.1机械试验

绝缘工具及金属工具必须满足带电作业工具的机械要求：静荷重试验：2.5倍允许工作负荷下，工具无变形及损伤者为合格；动荷重试验：1.5倍允许工作负荷下模拟操作3次，工具灵活、无变形、无卡住现象者为合格。

2.5.2电气试验

绝缘工具必须满足带电作业工具的电气要求，经过1分钟的工频耐压试验（试验电压为220kV），不击穿、不闪络、不发热为合格。

3 作业方法的应用

3.1丝杆吊钩法带电更换单联绝缘子串（图四）的操作步骤：

图四 丝杆吊钩法现场应用

3.1.1 #1 、 #2 、 #3 地电位电工携带滑车、绝缘传递绳登塔至作业点，系好安全带。

3.1.2 #1 电工在上相横担适当位置安装好滑车、绝缘传递绳。

3.1.3 地面电工吊上组装调整好的丝杆吊钩工具、后备保护绳、绝缘操作杆。 

3.1.4 地电位电工与地面电工互相配合将丝杆吊钩提升至需要更换绝缘子串的横担处， #2 电工利用绝缘操作杆将丝杆吊钩安装在横担绝缘子串挂点处的角钢上， #3 电工用绝缘操作杆将吊线钩安装挂入导线， #2 电工利用绝缘操作杆操作丝杆提升导线至绝缘拉杆受力状态。

3.1.5 #2 电工利用操作杆将绳索钩绑在绝缘子上， #3 电工用取销钳将绝缘子导线侧碗头处的弹簧销取出后， #2 电工继续收紧丝杆提升导线至绝缘子松弛，检查无异常后 #3 电工脱开绝缘子与导线的连接，再脱开绝缘子与横担侧连接金具的连接。

3.1.6 塔上电工与地面人员互相配合将绝缘子放至地面并吊上新的绝缘子串， #1 电工配合 #2 电工将绝缘子与横担侧连接金具连接并插好弹簧销； #2 电工配合 #3 电工将绝缘子与导线侧碗头挂板连接起来， #2 电工利用操作杆将丝杆松弛至导线受力后， #3 电工将弹簧销放入碗头内； #2 电工将丝杆继续放松至导线恢复到运行状态。

3.1.7 拆除工具，人员下塔。

3.2弯板卡法带电更换双联绝缘子串（图五）的操作步骤：

图五  弯板卡法现场应用

3.2.1  #1、#2、#3地电位电工携带滑车、绝缘传递绳登塔至作业点，系好安全带。

3.2.2  #1电工在上横担适当位置安装好滑车、绝缘传递绳。

3.2.3  地面电工吊上组装调整好的弯板卡工具、绝缘操作杆。 

3.2.4  #1电工利用绝缘绳将弯板卡提升至绝缘子悬挂的联板处，#2电工利用绝缘操作杆将弯板卡安装在联板并锁好插销，#3电工用绝缘操作杆将吊线钩安装挂入导线。

3.2.5  #1电工利用绝缘杆将绳索钩绑在绝缘子上，#2电工利用绝缘操作杆操作丝杆提升导线至绝缘拉杆受力状态，#3电工用取销钳取出绝缘子导线侧碗头处的弹簧销后，#2电工继续收紧丝杆提升导线至绝缘子松弛，#3电工用绝缘操作杆脱开绝缘子与导线的连接，再脱开绝缘子与横担连接金具的连接。

3.2.6  塔上电工在地面电工的配合下将绝缘子放至地面并吊上新的绝缘子串，#2电工与#1电工配合利用操作杆将绝缘子与横担侧连接金具连接并插好弹簧销；#2电工与#3电工利用操作杆将绝缘子与导线连接起来，#2电工利用操作杆将丝杆松弛至导线受力后，#3电工将弹簧销放入碗头内；#2电工将丝杆继续放松至绝缘子恢复运行状态。

3.2.7  拆除工具，人员下塔。

4   结束语

通过对多回同塔架设的110kV线路悬垂绝缘子串带电更换的攻关和实际操作，所研发的工具和作业方法具有以下特点：

1、两种作业方法和配套的工具适用于110kV线路多回同塔架设悬垂绝缘子串的带电更换。

2、所研制的工具轻便、安全，作业效率高，减少线路停电时间，提高电网运行的可靠性。

3、该项目的应用获得成功，为多回同塔架设110kV线路悬垂绝缘子串的带电更换作出了贡献，为带电作业的开展提供了广阔的空间。

作者简介：

陈国信，主要从事35kV-220kV线路高压带电检修工作，有多项发明获得国家专利，主持多项科技项目获得省公司、省政府科技进步奖，曾获得全国技术能手、国家电网公司技能专家人才等荣誉称号。

吴增辉，厦门电业局输电运检工区副主任，主管输电线路工作，有多项发明发明获得国家专利，主持多项科技项目获得省公司、省政府科技进步奖。

邓开清，厦门电业局运检部主任，副总工程师，有多项发明获得国家专利，主持多项科技项目获得省公司、省政府科技进步奖，福建省电力有限公司513人才首席工程师。