带电装拆线路过电压保护器专用工器具研发探讨

赵法强　蔡志国

摘要：龙岗地区配网架空线路比较多，绝缘化率高，雷击断线事故屡有发生。针对问题，深圳龙岗供电局选择在线路中安装架空线路过电压保护器装置进行应对。但是加装或今后维护更换该装置必须采用停电方式进行，这与提高供电可靠性相矛盾。文章介绍了带电更换线路过电压保护器的技术和专用工器具研究过程及应用方式。

关键词：架空线路；过电压保护器；绝缘操作杆；绝缘支架；带电装拆线路 文献标识码：A

中图分类号：TM512 文章编号：1009-2374（2015）14-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.012

为减少10kV配网架空线路雷击断线及跳闸事故率，深圳龙岗地区普遍采用一种名为“架空绝缘线路过电压保护器”的防雷产品。该产品分为引流环、限流元件、连接金具三大部分，原理是安装在架空线路上，平时与线路隔离，氧化锌限流元件不承受线路的工频电压，一旦线路出现雷电过电压或大的操作过电压时，该装置设置的空气间隙被击穿，而其引流环将电弧吸引过来，这时氧化锌限流元件动作，释放雷电流并截断后续产生的工频续流，从而防止架空线路雷击断线事故的发生。该产品在龙岗地区多条线路上应用，效果良好。然而，该产品安装位置贴近支柱式绝缘子，连接金具与支柱式绝缘子根部连接，并且该产品底部连接有接地线缆，所以从安全角度出发，带电线路加装或更换该产品需要采用停电方式。

1 现状调查

目前，国内外在没有专用工器具情况下，安装过电压保护器只能采取停电方式装拆过电压保护器，安装过程是将线路停电，将过电压保护器的连接支架安装在针式瓷瓶的支柱上。

2 项目研究的预期目标

（1）完成可实现带电作业更换或加装架空绝缘线路过电压保护器产品的工器具的研制，其中包括研制抓取线路过电压保护器用绝缘操作杆、临时支撑架空导线用的绝缘支架、安装或拆卸支柱绝缘子紧固螺母用绝缘操作杆；（2）利用项目成果，逐步开展配网架空线路带电更换线路过电压保护器项目；（3）完善作业指导书及作业方案，编制技术规范。

3 项目总体设计及实施方案

3.1 抓取线路过电压保护器用绝缘操作杆的研制

抓取器的设计参考试管钳夹的设计，选取适合保护器外护套直径的绝缘钳夹作为抓取器本体，然后设计一个绝缘顶锥，顶锥为圆锥形，底部安装一个螺杆，与绝缘操作杆顶部连接。另外设计一个绝缘框架，固定夹钳和顶锥，并保证夹钳能够自由活动，框架中设计一个固定螺母，与顶锥底部螺杆配合。当绝缘操作杆旋转时，顶锥底部螺杆随之转动，驱动顶锥前进或后退。顶锥前进时，夹钳被迫收紧，这样可以紧紧抓住线路保护器，顶锥后退时，夹钳张开，绝缘杆可以与线路保护器脱离。

3.1.1 绝缘操作杆的设计。10kV带电作业用绝缘操作杆属于成熟产品，我们根据《带电作业用绝缘杆通用技术条件（GB 13398-92）》及《南方电网公司安全工器具技术规范（绝缘操作杆部分）》要求进行产品选择。

第一，绝缘操作杆的杆材由环氧树脂制成，环氧树脂采用人造纤维加强，其外观颜色选择黄色。其密度不小于1.75g/cm3，吸水率不大于0.15%，50Hz介质损耗角正切不大于0.01。绝缘部分用于绝缘隔离。根据电压等级的不同，最短有效绝缘长度不应小于表1中所列的数值：

根据操作需要，我们将操作杆定于2m，绝缘部分大约1.7m，远远满足绝缘要求。

第二，对绝缘操作杆材料电气性能要求和选择。受潮前、后的电气特性：我们选择的绝缘操作杆制造的杆材满足表2的规定：

试品在100kV工频电压下应满足无滑闪、无火花或击穿，表面无可见漏电腐蚀痕迹，无可察觉的温升等要求。另外制造绝缘操作杆的杆材进行了1200mm长试品的淋雨试验。淋雨试验条件见GB 13398-2008中5.5.2条的规定。对试品施加工频电压100kV（有效值），加压时间持续1h，无滑闪、无火花或击穿，表面无可见漏电腐蚀痕迹，无可察觉的温升。

3.1.2 转动手柄的设计。本项目设计的绝缘操作杆完成既定动作需要操作杆旋转驱动顶锥运动，为了方便操作杆旋转，我们在操作杆底部设计了一个转动手柄（图1），增加旋转力臂，使操作时更加省力。

3.2 临时支撑架空导线用的绝缘支架的研制

3.2.1 产品结构设计。产品整体由绝缘支撑管、绝缘固定板、定滑轮、横担固定器、电缆挂钩和承力绳组成，整个支架通过横担固定器固定在线路横担上，承力绳穿过绝缘支撑管和定滑轮与电缆挂钩连接，当作业人员用电缆挂钩固定电缆后，拉动承力绳将电缆吊起，然后固定承力绳，将电缆固定。横担固定器设计成可以调节式，即可以根据横担的宽度和高度进行调节，适应现有绝大多数线路横担尺寸。

3.2.2 机械性能设计。绝缘支架机械性能设计主要考虑其挂绳垂直机械负荷，主要针对架空线缆重量，根据龙岗地区线路实际情况了解，架空线路基本采用铝芯绝缘导线，依据上表，选择最大300mm2导线，导线重量为1.145kg/m，以支柱绝缘子所在位置，以及杆塔每档50距离计算，绝缘支架额定承受力为9.8×1.145×100/2=561.05N。另外根据查阅相关资料，选择绝缘斗臂车用三相临时横担作为参考，其技术参数中单导线非平衡负荷为910N，远超过560N，所以将绝缘支架额定机械负荷定为910N。

3.3 安装或拆卸支柱绝缘子紧固螺母用绝缘操作杆的研制情况

安装或拆卸支柱绝缘子紧固螺母用绝缘操作杆研究主要针对支柱绝缘子紧固螺母，由于支柱绝缘子种类很多，所以设计考虑安装或拆卸工具与绝缘操作杆分离，即在绝缘操作杆顶端设计一个万用连接装置，则可以根据不同的支柱绝缘子匹配不同型号或规格的工具（见图2）。

万用连接装置设计成齿轮卡盘形状，同时将其他工具如套筒扳手、叉形扳手等尾部也加工成同样的齿轮卡盘，使用时互相螯合，根据需要调整角度，再利用中心螺栓进行固定（见图3）。绝缘操作杆的选择同抓取线路过电压保护器用绝缘操作杆，尾部也同样设计了一个转动手柄，增加旋转力臂，使操作时更加省力。

3.4 配网架空线路带电更换线路过电压保护器应用研究

作业工程：10kV XX线路XX杆安装架空线路过电压保护器工程。

作业类别：第三类采用绝缘操作杆及绝缘手套带电安装线路过电压保护器。

作业目的：提高架空线路防止雷电过电压断线能力。

作业内容：在XX线路XX杆安装一组架空线路过电压保护器。

作业主要步骤：（1）1#电工将绝缘斗调整到内侧导线下，得到工作监护人许可后对内侧导线套好绝缘套管，并对柱式绝缘子铁件部位进行绝缘遮蔽（用遮蔽罩）；（2）2#电工与3#电工配合将绝缘支架用绝缘绳吊入绝缘斗，准备下一步工作；（3）调整绝缘斗至适当位置，将绝缘支架固定在横担上，并调整位置，使支架吊臂对齐需要更换保护器的那相导线，将吊臂钩子钩住那相导线，调整绝缘斗，2#电工拉动传力绳，缓缓将吊钩提升一点，使吊钩受力，固定传动绳，然后1#电工用绝缘杆（抓取保护器）固定住保护器，2#电工用绝缘杆（松紧支柱绝缘子支脚螺母）缓缓拆除支柱绝缘子固定螺母，再慢慢移动绝缘杆（抓取保护器），将保护器取走。换掉旧保护器，用绝缘杆（抓取保护器）固定新保护器，慢慢移到支柱绝缘子下端，并松开传动绳，将导线缓慢放下，轻轻将保护器连接金具套入支柱绝缘子支脚，并按照保护器安装要点调整好位置，再用绝缘杆（松紧支柱绝缘子支脚螺母）重新将固定螺母旋紧，使新保护器固定好。最后松开吊臂钩子，拆除支架；（4）如果需要更换外侧保护器，其步骤与前面三个步骤相同。如果需要更换中相保护器则需在二侧导线上都安放好绝缘套管后才能更换中相保护器；（5）拆除柱式绝缘子绝缘遮蔽工具及导线绝缘套管。

4 结语

项目通过带电作业更换线路过电压保护器设备用绝缘操作工具的研制并通过试用，项目的设计是可行的，有效地解决了只有停电安装及更换过电压保护器的矛盾，创新了更换或加装架空绝缘线路过电压保护器装置的新的带电作业项目，提高了供电可靠性。

（责任编辑：周 琼）