±1 100 kV特高压直流输电线路铝合金线夹联板卡的研制

马 志 陶留海 赵 龙 刘 琦

（国网河南省电力公司检修公司，河南郑州450000）

0 引言

昌吉—古泉±1 100 kV特高压直流输电线路工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。该工程是国家电网在特高压输电领域持续创新的重要里程碑，刷新了世界电网技术的新高度，开启了特高压输电技术发展的新纪元，对于全球能源互联网的发展具有重大的示范作用，目前尚无带电作业方法及工器具相关研究。

1 研究目的

鉴于特高压在电网中的重要地位，一旦投入运行很难停电进行检修。因此，带电作业作为特高压电网运行检修的重要技术手段，对确保特高压电网安全、稳定、可靠运行具有重要意义。重点解决适用于实际工程的具有针对性及差异化带电作业技术参数、工器具装备研制、典型作业项目作业方式研究以及现场安全作业规程等方面问题，最终能形成直接指导现场实际的带电作业方法及研制开发大吨位带电作业工器具，对在国网公司范围内全面推广±1 100 kV特高压直流输电线路带电作业实际应用，保障线路安全稳定运行具有重要意义，具有明显的经济效益和社会效益。

2 1 100 kV直流线路悬垂绝缘子串的组装型式

直线塔悬垂串绝缘子采用“V”型串，夹角85°（图1），直线转角塔采用“L”型串，夹角100°，分别为2×300 kN、2×420 kN、2×550 kN、3×420 kN、3×550 kN复合绝缘子。

图1 直线塔悬垂绝缘子示意图

3 ±1 100 kV特高压直流输电线路铝合金线夹联板卡创新点

±1 100 kV古泉线特高压直流输电线路是世界上最高电压等级的首条直流特高压输电线路，目前尚无带电作业方法及工器具相关研究，本主张主要创新点有：

（1）一端利用横担侧悬垂连扳为卡具的锚固点，另一端利用导线钩钩住导线，收紧液压丝杠后，将绝缘子的垂直荷载转移到本装置上，此时进行导线悬垂线夹更换作业。使用本装置后，高空带电更换导线悬垂线夹的劳动强度大大降低，作业时间缩短，工作效率提高。

（2）本套提线工具采用钛合金制造，在缩减了工具自身体积的同时提高了工具的机械强度，减轻了工具的重量，降低了作业风险，提高了工作的安全性。

（3）机械校核：本卡具用于更换直线塔悬垂线夹，安全系数2.5倍。最后对加工好的悬垂线夹更换工具进行了动负荷和静负荷试验，结果表明工具符合DL/T 463—2006《带电作业用绝缘子卡具》的要求。

4 卡具设计及材料选择

4.1 设计要求

按照Q/GDW 1799.2—2013《国家电网公司电力安全工作规程线路部分》和DL/T 875—2004《输电线路施工机具设计、试验基本要求》规定，输电线路的设计、研制、改进、制造必须满足以下条件：

（1）施工机具设计应采用标准化零部件，并应力求结构轻巧、拆装方便。

（2）无明显屈服现象的材料，对特殊载荷，安全系数应不小于1.85。

（3）受压杆件失稳临界载荷与最大工作荷载之比应符合：其他金属锻件不小于1.5，金属铸件不小于4.5。

（4）磨损后不得出现违反国家及电力行业安全、劳保、卫生、环保等规定以及违反国家标准、行业标准有关规定的情况。

4.2 材料选择

金属材料的力学性能是零件设计和选材时的主要依据，常用的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次抗冲击力和疲劳极限等。承力工具在选材上大体采用优质钢、合金钢和高强度铝钛合金。

通过对几种材料的对比分析，优质钢和合金钢由于造价较低而被广泛使用，虽然高强度铝钛合金造价较高，但出于电力行业对于安全生产的极高要求，以及其在强度、冲击性能、整体质量较轻巧等方面的优势，高强度铝钛合金为最优选择（图2）。

5 耐张塔带电作业现场应用

2018年3月，国网河南省电力公司检修公司在±1 100 kV特高压直流线路上进行了应用，塔身作业人员携带工器具攀爬至直线塔横担处，等电位电工利用“吊篮法”进入等电位，并在地面电工配合下安装导线线夹更换工具。开展了±1 100 kV直流线路带电更换导线悬垂线夹检修作业，使用新型铝合金线夹联板卡圆满完成作业项目（图3）。

图2 铝合金线夹联板卡加工图

图3 铝合金线夹联板卡现场使用情况

6 结语

±1 100 kV特高压直流输电线路铝合金线夹联板卡设计理念合理，构思新颖，实用性强，具有专用部件少、易组合、方便携带、使用简单、重量轻等优点，使用安全系数高，填补了国内±1 100 kV特高压直流线路带电作业领域直线塔悬垂串导线线夹更换工器具的空白。现场试用效果良好，对特高压直流线路的安全可靠运行具有非常重要的意义，具有明显的经济效益和社会效益。