新型托瓶架在220kV输电线路检修上的应用

新型托瓶架在220kV输电线路检修上的应用

刘平平,焦晓鹏,方杰,程亮亮,于姜赟,季世超,王一帆

 国网浙江省电力有限公司湖州供电公司 浙江 湖州313000

摘要:电网企业目前多采用玻璃绝缘子作为绝缘器具，针对目前传统220kV输电线路检修中绝缘子串更换作业操作时间过长，影响停电时间，增加人员高空作业风险。在现有绝缘子更换工器具托瓶架的基础上，改进调节固定装置，并进行了材料选择和实物制作。通过理论和现场论证，结果表明采用改进后的托瓶架可以有效缩短绝缘子串更换的操作时间，提高工作效率，降低安全风险，同时间接提高经济效益。

关键词：输电线路检修；绝缘子串；托瓶架；经济效益

0 引言

目前，220kV输电线路耐张杆塔多采用玻璃绝缘子，虽然玻璃绝缘子具有表层机械、电气强度高，以及不易老化的优点，但也存在零值自爆的情况。因此，常需在耐张塔上进行更换单片或整串玻璃绝缘子的工作。在更换绝缘子串的过程中，按照检修规程需要将绝缘子放置在托瓶架上来进行更换新的绝缘子。由于工作现场存在不同爬距的绝缘子，导致绝缘子串长短不一致。这时就需要对托瓶架的长度进行调节，以适应所需更换绝缘子的长度。而现有托瓶架导线端挂架调节方式依靠螺栓穿孔，调节起来费时费力，影响更换绝缘子的操作时间。而绝缘子更换属于高空作业，时间过长将极大增加作业风险，提高了工作的危险系数。

因此本文将传统托瓶架进行改进以缩短绝缘子更换时间，从而提高工作效率，降低安全风险，增加经济效益。

1 传统绝缘子更换作业局限性

针对现阶段绝缘子更换过程时间过长，国网湖州供电公司对2015-2019年集中检修期间220kV绝缘子更换工作时间进行了统计。

1.1 在2015年至2019年期间，检修人员在220kV更换耐张玻璃绝缘子作业的时间进行了统计，如下表1所示：

表1.1 作业人员在220kV更换耐张玻璃绝缘子作业的时间

可以看出，使用220kV传统托瓶架进行220kV输电线路上更换玻璃绝缘子作业时间平均耗时约32.19分钟。

1.2 针对绝缘子更换的标准检修流程和现场工作实际经验，将220kV输电线路上更换绝缘子串作业共分为安装大刀卡、调节托瓶架长度并固定、收紧丝杠、拆除绝缘子、更换绝缘子、打松丝杠、拆除托瓶架及大刀卡七个过程。七个过程按四个环节划分操作耗时占比如表1.2和图1.1所示所示：

表1.2各环节耗时占比

图1.1 绝缘子更换各环节时间占比图

由图中可以看出拆除绝缘子、更换绝缘子、工器具拆除三个过程耗时占比均较低，且这些操作过程在历次现场统计中均较为流畅，无卡顿现象；工器具安装（调节托瓶架长度并固定）占时较多，且操作过程中易出现卡顿，较为浪费时间。

1.3原因分析

通过树图对绝缘子串更换操作时间过长原因进行分析，如图1.2所示。

图1.2原因分析图

从原因分析树图中可以看出，人、设备、方法和环境四个方面共有6个末端因素。其中，托瓶架调节长度和固定困难是绝缘子串更换过程时间长的主要因素。

2 托瓶架改进方案

2.1 改造方案

表2.1 改造方案表

对传统托瓶架进行改造，调节支架采用带锁紧装置的滑轮结构能极大减少220kV输电线路绝缘子更换作业时间，解决长度可调性差、操作复杂问题,滑轮在调节杆上滑动省力，锁紧装置结构简单可靠，后期维护简单。新型托瓶架的设计图如图2.1、2.2所示。

图2.1 新型托瓶架俯视图

图2.2新型托瓶架正视图

2.2确定制作材料

选材主要考虑的是滑轮轴承的强度。强度计算如（2-1）所示：

                                       （2-1）

G杆为托瓶架调节杆的自重，G绝缘为绝缘子串的重力。在滑轮组选材上小组综合考虑强度、灵活度和安全性，最终选用单只承力为1000N的滑轮，滑轮外壳为环氧树脂。

2.3 成型制作

经过多次反复试验，制作完成了带有锁紧装置的连续可调式220kV绝缘子托瓶架，实物图如图2.3所示。

图2.3 新型220kV绝缘子托瓶架实物图

3 可行性分析

3.1承重分析

     将装置送检通过承重和抗弯加载测试，装置承力可以达到1KN，检测报告如图3.1所示。

图3.1工器具检测报告

3.2检修工时分析

小组在220kV同一种塔型上对传统式和改进后的220kV绝缘子托瓶架分别进行了10次的更换绝缘子操作，现场操作如图3.2所示，其时间统计调查表见表3.1。

图3.2新型220kV托瓶架现场操作场景

表3.1：改进后220kV绝缘子托瓶架使用时间对比

通过实验和上表数据可知，采用改进220kV绝缘子托瓶架能明显缩短更换绝缘子操作时间至25.66min，时间缩短21%。而检修人员仍然保持与原人员数量一致。由此可知使用改进后的托瓶架可以缩短工作时间，并且装置不会对检修工作人员产生其他影响。

4 结语

针对目前阶段检修作业220kV绝缘子更换操作时间过长，对近五年里绝缘子更换作业的操作时间及作业操作流程各部分具体耗时分别进行了统计分析，论证了绝缘子更换操作中安装工器具（托瓶架的安装调节）是最耗时的环节；从设备、人、环境等多角度出发，论证了托瓶架的安装调节是绝缘子更换作业过程时间长的最主要因素。将托瓶架进行改良，在传统托瓶架的基础上，制作带锁紧装置和滑轮装置的调节结构，进行了方案可行性分析与选材分析，并在实际检修现场进行多次对比验证。结果表明：采用改进的新型托瓶架进行220kV绝缘子更换,能够有效缩短绝缘子更换的操作时间，降低高空作业人员的作业风险，同时间接缩短了220kV输电线路停电时间，大大提高了经济效益。

5 参考文献

[1]国家电网公司.架空输电线路运行规程[S].北京：中国电力出版社，2010.

[2]国家电网公司.架空送电线路管理规范[S].北京：中国电力出版社，2006.

[3]  国家电网公司.架空输电线路检修规范[S].北京：中国电力出版社，2005.

[4]  国网浙江省电力公司.输电线路[S].北京：中国电力出版社，2016.

[5]  温带银，浅谈架空输电线路绝缘子更换工作[J].中国高新技术企业，2012(6)：18-23.

[6]  覃金彩,黄建峰,刘慧妍,等.1000kV特高压线路耐张绝缘子更换技术研究[J],浙江电力，2015(3)：6-9.

[7]  杨胜波，辛洪杰，等.220kV直线绝缘子更换安全作业工具探索[J],电力安全技术，2017(1)：63-65.

[8]  王大虎，李健， 宋亦兵，等.电力安全工器具试验方法的改进[J]，电世界，2017(9):25-27.

________ _

作者简介：

刘平平（1987—），男，高级工程师，大学本科，主要从事输电线路运行与检修工作