探讨带电更换10kV耐张瓷瓶卡具的研制

罗步升（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东　惠州　516000）

探讨带电更换10kV耐张瓷瓶卡具的研制

罗步升
（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东惠州516000）

伴随着中国经济的快速发展，用电需求越来越大，对电力安全的要求也越来越高。在经济高速发展，电力依赖严重的今天，停电会给社会经济造成严重影响，也会给居民的日常生活带来极大的不便。提高供电可靠性已成为各个行业急切而客观的要求，具有重要的现实意义。现在，供电可靠率已成为考核中国电力企业的重要指标。自从20世纪90年代以来，国内10kV线路带电作业得到迅速的发展，而且随着电力市场的不断深入开放，带电作业取代传统的停电检修，将是今后10kV配电网检修的发展方向，越来越多的电力从业者已经意识到带电作业的重要性。本文就将讨论在带电条件下更换10kV耐张瓷瓶的卡具的研制，希望会对带电力工作者提供帮助。

带电更换；10kV；耐张瓷瓶；卡具；研制探讨

电力工业在国民经济发展中是处于先行地位的基础产业，在国民经济中占有极其重要的地位。现代社会是电力社会，社会的正常运转离不开电力的供应，如今社会的绝大部分活动都与电息息相关。工业、农业、国防、科研、医疗、日常生活活动等等一旦没有了电力供应，就会立刻停止运转，而且随着经济的不断发展，这种对电力的依赖会越来越强。大规模的电力中断不仅会造成各行各业的瘫痪，更会影响人民生活的正常秩序，给国家的经济带来巨大的损失，电力安全事关民生，更关乎社会稳定。

1　10kV带电作业的重要性

在规划城网进行改建时，我们为保证供电可靠率和降低设施故障率，采用了免维护设备、实施配电系统的自动化等措施。这些对设备环境进行完善的措施虽然能够减少停电面积，提高电力网络整体的运行水平，提高供电可靠率。但是由于外力的破坏、线路设备自然老化和施工质量等方面的因素，电网在一定程度上仍然存在着大规模断电的风险，这就需要电力部门采取行之有效的的手段，来保证配电网络的安全运行。而开展10kV带电作业，就是其中重要的一项措施。随着电力市场的不断开放升级，带电作业取代传统的停电检修，将是未来10kV配电网检修的发展方向。

2　带电更换10kV耐张瓷瓶遇到的问题

带电更换10kV耐张瓷瓶是10kV线路带电作业中较重要的一个工作项目，在通常情况下会采用滑车组法和紧线器法两种方法。

2.1滑车组法

用滑车组法进行耐张瓷瓶的带电更换时，首先要利用绝缘绳将滑车组固定在电杆的顶部，一端利用绝缘保护绳与导线进行连接，另一端将其在绝缘绳套内挂好，再由工作人员收紧滑轮车组，使得耐张瓷瓶串松弛，随后对瓷瓶进行更换。

2.2紧线器法

采用紧线器法进行耐张瓷瓶更换的步骤如下：首先进行绝缘遮蔽，然后将紧线器和保护绳的另一端固定在导线上，绝缘绳索牵引己经处于足够松弛状态下的瓷瓶串，然后再脱离瓷瓶串与导线之间的金具连接，重新对导线及绝缘线夹进行绝缘遮蔽，对瓷瓶进行更换。

2.3两种方法存在的问题

虽然滑车组法、紧线器法两种方法使用的工具及操作方法均不尽相同，但这两种方法都需要操作人员携带多种工具，长时间在绝缘斗内工作。并且由于是带电环境下进行作业，存在危险点多、绝缘工具容易损耗等问题，这些问题降低了工作人员的安全系数，对工作人员的生命健康安全有着重大的威胁。

3　带电情况下更换10kV耐张瓷瓶的卡具的探讨

为了降低传统作业方法对工作人员的生命健康威胁，就需要对卡具进行改进，让其适应带电情况下的作业要求。在进行卡具改进时要注意以下几个方面。

3.1耐张瓷瓶串受力计算

在配电线路中，瓷瓶串是连接在导线的末端并且悬挂在耐张杆塔上的金具，因此在质量上必须满足机械强度和电气方面的要求。在更换耐张瓷瓶串之前需要对瓷瓶串的受力情况进行精确地计算，把耐瓷瓶串的受力情况作为新型卡具的研制依据之一。合理的利用数学公式计算各线路耐张瓷瓶串所承受的拉力，为新型卡具的材质、连接设计、抗拉强度等提供依据。一般情况下为了满足绝大部分需要，我们选择瓷瓶串张力值的最大值为组合工具的设计值，使设计的改进卡具满足各条线路耐张瓷瓶更换的需要。

3.2设计思路

改进后的卡具包含对导线、瓷瓶串、耐张线夹、及横担的绝缘遮蔽和更换10kV耐张瓷瓶的承力工具，便于安装和更换10kV耐张瓷瓶串。在预想中耐张串整串更换装置主要由牵引板卡槽及配套螺钉、高强度铝合金拉板、卡具丝杠、前端翼形卡主体、后端翼形卡主体、托瓶连接孔以及高强度螺栓、螺钉、垫片组成。这种卡具可分前后两卡组合使用，前卡卡在耐张金具串牵引板上，后卡挂在耐张平行挂板金具上，两卡之间通过高强度铝合金拉板进行连接。卡具设有托瓶架连接孔，在后卡上装设省力丝杠杆，用来收紧导线，高强度铝合金拉板上带有调节孔，根据瓷瓶串长度，用销钉来调整铝合金拉板长度。

3.3材料的选择

在进行带电作业这种高风险作业时，一定要对工具材料严格把关，切实确保工作人员的生命财产安全。

3.3.1紧线器

60Cr有强度高、摩擦小、表面硬等特点。所以紧线器选用60Cr做主材。

3.3.2前卡和后卡

前卡和后卡采用LC4铝合金作为主材，按照航空航天工业的标准进行加工，这种材料比重小、强度高、重量轻，在高空携带操作上有着显著的优势。

3.3.3接头连接型式

接头的连接型式要采用螺旋式或者楔型，这样就不会造成环氧管材的损伤，而销铆式和压接式都会造成脆性材料的破碎，使工具使用条件恶化。楔型连接的预张力均达到破坏值，从而保证工作荷载下不会抽出滑动。

3.3.4绝缘拉杆

在绝缘拉杆的选择上，均要选择达到新国家标准的高强度充填泡沫绝缘管材作为主材。这种材料抗拉强度大于620MPa/cm2，易于进行加工配置，且具有绝缘水平很高、不受潮、耐淋雨等特点。使用这种材料可以在一定程度上降低工具重量，并且有一定的抗雨能力。

3.4高强度铝合金拉板设计

高强度铝合金拉板通过高强度销钉进行连接，具有很强的抗弯和抗拉性能，并能够通过中间调节孔进行拉板长度的调节，其调节长度的范围大概要为2m左右。以满足更换不同长度耐张瓷瓶串的需要。

3.5托瓶架的配合使用

由于瓷瓶串本身就具有一定的重力，在瓷瓶串具有一定的长度后就具有柔性悬垂链的特性，因此，在进行摘除瓷瓶串的作业过程中，松弛瓷瓶会因为自身重力使得瓷瓶串发生横向挤压，可能产生瓷瓶断裂或自爆等严重的后果，对电网设备和作业人员的安全构成威胁。为此，在更换此类瓷瓶串时，对耐张瓷瓶串安装托瓶架，承托松下的耐张瓷瓶串。托瓶架通过端头的高轻度销钉连接在翼型卡上。

结语

如今的社会是电力社会，无论哪个行业的发展都离不开电。电力工业的特殊地位决定了电力生产与安全的的重要性，电力稳定供应与否直接关系着人民日常生产生活和社会稳定。电力工业是国民经济中的第一基础产业，是最基础的能源产业，是世界各国都列入优先发展行列的重点产业。电力行业对促进社会进步和国民经济的发展起到了重要的作用，它不仅关系着人民的日常生产生活，而且还关系着社会秩序的稳定。随着我国经济的发展，对电的需求量不断扩大，人民对电力的依赖程度不断加深，带电作业已经成为当今电力作业的主流，如何确保带电作业的安全，已经成为广大电力工作者越来越重视的一个问题，在此情况下对关于带电更换瓷瓶的卡具的研究就越发重要。

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