35kV～220kV带防雨功能的直线杆塔导线绝缘防脱绳的研制与运用

汪一帆+何海清+陶云春+何建+钟央

近年来，随着国民经济的发展，客户对电力企业供电质量要求的越来越高，供电可靠性摆在了电网企业最为重要的位置。作为供电靠性管理领域技术手段之一的带电作业其优势及带来的经济和社会效益越来越受到各方的重视。本文主要针对山区多雨季节35kV～220kV输电网直线杆塔带电作业过程中，新型防雨导线绝缘防脱绳的研制与应用进行分析说明，为带电作业工器具的应用进行了有益的尝试和合理的指导。

电力系统带电作业基本分类

电力系统带电作业一般分为等电位带电作业、地电位带电作业和中间电位带电作业。

等电位带电作业

作业人员穿全套合格屏蔽服直接接触带电体，与带电体取得同一电位，并与地保持绝缘的带电作业方式。

地电位带电作业

人体处于接地的杆塔和构架上，通过绝缘工器具保持与带电体绝缘，通过绝缘工器具对带电设备进行作业的方式。

中间电位带电作业

通过绝缘棒等工器具进入高压电场中的某一区域，但还未直接接触高压带电体，保持与地绝缘、保持与带电体绝缘的作业方式，是前两种作业的中间状态。

问题的提出

根据某供电局统计，2016年电网220kV发生雷击4次；110kV发生雷击15次、35kV发生雷击91次，是引起线路跳闸的最主要原因。

根据雷击情况，笔者统计了2016年全年该供电局带电作业次数、时间及杆塔、作业方法及天气突变情况。

2016年，带电作业班更换串绝缘子的作业次数为21次，其中更换直线杆塔的数目为14次，占到50%以上，据统计，作业过程中天气突变影响作业的次数尽占到了70%。

2017年8月，220kV线路带电作业过程中，天气突变，作业人员需紧急撤离杆塔恢复设备原状，由于时间紧急，塔上设备来不能及时拆除，最后在确保安全的情况下，塔上电工只有直接从塔上扔绳索下塔，避免了由于作业设备受潮导致线路跳闸，人员触电的事故，但违反了相关作业规程；2017年9月，220kV线路带电作业过程中，天气突变，人员必须紧急下塔，拆除完作业工具后，天降大雨，虽然确保了线路安全，但造成部分作业工具受潮，再次作业的安全系数降低；2017年11月，试验研究所受潮过的导线后备保护绳试验合格率25%（试验总数为4条），绝缘保护绳绝缘性能降低，影响了作业安全性。

通过现场的实际操作发现，遇到天气突变的情况下，作业停止流程中恢复绝缘子的用时最长，这也是遇到天气突变时，撤离杆塔较慢的一个最主要原因。撤离过程中恢复绝缘子，目的就是为了拆除导线后备保护绳，防止人身触电和导线脱落，降低风险。故分析的重点转到了导线后备保护绳。从实际的操作来看，如果能采用防潮而且绝缘的后备保护措施，那么恢复绝缘子的过程就可以省略。人员和设备撤离杆塔的时间将快很多，风险也将降到最低。

35kV～220kV輸电网直线杆塔带电作业重点关注的安全因素

临沧电网亚热带低纬度山地季风气候，垂直变化突出。作业前天气良好，作业过程中天气突变的情况特别突出。从每年的统计表中可以看出，带电作业时间较为集中在6至9月份，也就是线路雷击跳闸集中发生的时间。根据带电作业规程的相关规定：如遇雷、雨、雾及风力大于10.7m/s时应暂停工作，工作负责人应及时将塔上工作人员及工器具撤离，确保安全。

雷击绝缘子

绝缘子是输电线路重要的组成部分，起到支撑固定导线，使导线与杆塔绝缘，防止电流回地的重要作用。雷击后，绝缘子串绝缘性能降低，如不及时更换，线路运行风险将急剧增加，再次发生雷击跳闸的几率将会剧增，线路使用和运行寿命严重缩短。

蚕丝导线后备保护绳

带电作业专用工器具，主要用于单吊线装置带电更换直线串绝缘子过程中，绝缘子解脱时，防止导线意外脱落的后备保护措施。如果天气变化保护绳绝缘性能受到影响，将严重影响设备和作业人员安全性。

分析

在带电更换直线串绝缘子过程中，导线后备保护绳为绝缘绳，一旦作业进行中，突然遇到天气变化将带来严重后果；1）更换的绝缘子难以在很短的时间安装到位，无法及时拆除承力工器具，造成线路接地，将发生严重的设备安全事故；2）拆除导线保护绳不及时，保护绳将受潮失去绝缘性，电流可通过保护绳放电，将引起线路接地跳闸，如人员在下塔的过程中发生放电，将发生重大的安全事故；3）如人员及时撤离，导线后备保护绳将受潮，再次作业时也容易发生触电事故。做好天气突变的保护工作，显得尤为重要。在此基础上，认真分析，一致认为降低直线串作业安全风险，研制一种新型导线后备保护装置势在必行。

方案的分析及最优方案确定

方案的提出

1）在系统内调查了解，基本没有单位对此进行专门的研究，所以没有可参考性。

2）经过分析，针对研制什么类型的导线保护装置提出了以下2种方案。方案1：用绝缘拉板代替后备保护绳；方案2：用合成绝缘子代替后备保护绳。

方案的可行性分析

对上述2种方案逐一进行了讨论分析，制作模具，论证其利弊。表1为可行性分析表。

1）制作方法。方案1：根据铁塔型号，选用长度合适精加工的绝缘拉板，上端和下端固定分别固定在铁塔和导线，起到保护作用。方案2：根据铁塔型号，选用长度合适精加工的合成绝缘子，上端和下端固定分别固定在铁塔和导线，起到保护作用，和方案1的区别仅仅只是在材料的选用上及前端的固定方式。

2）使用方法。方案1：step1：作业人员登杆后，将金属丝杆及绝缘拉板固定在铁塔及导线，起到保护作用；step2：在更换雷击绝缘子过程中，天气突变，需要及时恢复绝缘子，然后再拆除组合滑轮装置及塔上的主吊绳，人员下塔，其作用与绝缘绳类似，起不到防潮，防电流回击的作用。方案2：step1：作业人员登杆后，组装好后备保护装置，按照要求将其前端固定在铁塔，后端用金属钩钩紧导线，起到保护作用；step2：在更换雷击绝缘子过程中，天气突变，直接拆除组合滑轮装置及塔上的主吊绳，人员即可下塔，不必恢复绝缘子，也不必拆除后备保护绳，时间及安全性得到极大提高。endprint

经过2种方案的对比，通过讨论分析，确定了方案2为导线后备保护最佳方案。

3）材料选择分析。方案1：为原装的合成绝缘子，但其伞裙，为大伞裙、小伞裙均匀分布，大伞裙在作业时由于其占据空间较大，会影响塔上1号电工操作。方案2：为加工过的合成绝缘子，伞裙全为小伞裙，分布均匀，其占据空间较小，不影响塔上1号电工操作，故采用方案2。

伞裙大小合适，符合图纸要求，不影响塔上电工操作。

各部件制作规范，连接紧密，顶端、底端装接牢固，操作方便。

4）外观检查。各部件连接紧密、牢固，使用方便灵活易于操控，能满足紧急情况下的保护作用，制作工艺合格。

5）试验检查。对类合成绝缘子合成工具进行了拉力试验、冲击性能试验符合作业要求。并通过模拟实验验证，作业时间大大缩短，降低了重大作业风险。

35kV～220kV带防雨功能的直线桿塔导线绝缘防脱绳的运用

经过公关对象的确定、工器具的研发、技术改进、实际模拟运用的环节的验证，35kV～220kV带防雨功能的直线杆塔导线绝缘防脱绳已经被证明有很好的发展前景和运用空间，具备了很强的实用性能。2016年6月29日QC成果在110kV耿双线#48、#50塔进行了实际应用，带电更换了#48、#50雷击绝缘子，本次作业总计用时53分钟，其中#50塔作业过程中，突遇天气变化，全体人员撤离杆塔时间12分钟。在天气突变的情况下，人体触电及撤离的风险接近于“零”，撤离的时候显得轻便、高效、安全。

结论

35kV～220kV带防雨功能的直线杆塔导线绝缘防脱绳的研制与运用立足于安全为本的带电作业管理理念，认真分析了天气突变情况下，35kV～220kV直线杆塔带电作业面临的主要安全风险、作业难点及撤离时间较长的主要矛盾，立足实际用创新为生产服务，验证了35kV～220kV带防雨功能的直线杆塔导线绝缘防脱绳的安全性、经济型和高效性，展现了35kV～220kV带防雨功能的直线杆塔导线绝缘防脱绳的优越性和便捷性。

（作者简介：汪一帆，何海清，陶云春，何建，钟央，云南电网有限责任公司临沧供电局带电作业中心。）endprint