通用LF、LJ联板卡具研制

通用LF、LJ联板卡具研制

李国彬,杨恩,张嬿翔,付进,肖鹏飞

云南电网有限责任公司大理供电局，大理 671000

摘要：在输电线路更换耐张双串绝缘子的作业中，面临着需要使用的工器具繁多、作业方法复杂等情况。这不仅增加了作业人员的劳动强度，还延长了停电时间，增加了高空作业的风险，带来了不可估量的经济损失。为此，本文根据耐张双串绝缘子的特点，研制了一种通用LF、LJ联板耐张双串绝缘子的专用卡具，该卡具有结构合理、操作简单、易于安装、使用范围广等特点。该卡具能够用于带电或者停电更换220kV输电线路上采用LF、LJ联板的耐张双串绝缘子的更换工作。

关键词：220kV输电线路；耐张双串；LF、LJ联板；专用器具

中图分类号：TM75  

文献标识码：A

1 引言

随着社会的不断发展，电网迎来了长足发展，输电线路的长度不断增加，输电线路是输电网的重要组成部分，其安全稳定运行直接影响整个电力系统安全。然而，由于对供电可靠性要求的不断提高，输电线路缺陷处理多采用带电作业方式处理。带电作业是在电气设备上进行的一种不停电作业，它是采用安全可靠的方法，通过利用特殊的绝缘工器具，在设备带电的情况下，对设备进行维护检修、更换部件和消除缺陷的作业。好的带电作业工具能够有效的提高工作效率。

2 问题的提出

220kV黄铝Ⅰ回线、220kV黄铝Ⅱ回线 、220kV黄其Ⅰ回线、220kV黄其Ⅱ回线作为大理局重要大用户线路，占大理局每年售电量在占比较高，且线路负荷极重，停电极其困难。线路耐张塔占比超50%，绝缘子发生自爆后，只能采用带电作业方式进行更换。由于线路绝缘子串金具采用非常见金具，在导线端采用LF和LJ型连板，常规带电检修大刀卡卡具无法更换。

目前220kV输电线路上还存在采用LF联板的耐张双串绝缘子，耐张双串绝缘子两端的金具采用的是L型联板和LF型联板进行配合安装。LF型联板名称叫长方形联板，在输电线路上应用较多，而且样式较多，板面上除了四个角上有螺栓孔用来与金具连接，还分为有无操作孔，有无镂空形式。

由于该联板结构型号多，目前现有的一些卡具对联板要求低，但是体积较大，不方便检修；一些卡具体积小巧，但是对LF型联板要求较高，需要联板提供足够的固定点和连接点才能实现与联办的固定和连接，使得工作量较大，操作效率低。因此，需要研制出一个能适用范围广，对LF型联板的要求低的专用卡具，来提高带电作业工作效率。

3 以往工器具及作业方法的不足

（1）用于以往的大刀卡是利用卡槽卡住检修孔的侧边，从而使卡具的卡臂能够稳定承力，所以大刀卡的卡槽宽度固定，使用时在很大程度上会受到联板厚度的限制，对部分较厚的联板无法卡住，致使更换工作无法进行；对厚度薄的联板，大刀卡中间会有缝隙，当大刀卡承力会左右摇晃，影响作业的安全性，大刀卡的通用性大大降低。

（2）由于以往大刀卡的定位边太死，使得大刀卡卡在联板上经常会出现卡臂的受力方向和联板卡的承力方向有较大的偏移，容易对工器具造成损伤，给作业带来不安全因素。

（3）使用的工器具繁多且笨重，作业人员携带不方便。大刀卡使用的材料是45#钢，其钢材结构密度大且表面粗糙，一般一副大刀卡约重15kg，而链条葫芦一般根据导线的使用张力来选择，最轻的链条葫芦约重10kg，一般所有工器具的全部重量至少约45kg，这对作业人员来说是个极大的负担。

4方案设计

针对以往大刀卡卡槽宽度固定而联板厚度不统一、加工精度不高且在作业过程中经常遇到卡槽宽度过窄而无法使用的问题，设计了两块活动的板夹。两块活动的板夹通过螺栓连接，这样就不会受联板厚度的限制。采用活动的夹板可以自由的在联板上上下活动，为了使工器具受力时卡臂与联板在同一个平面且联板始终与大刀卡的卡臂保持水平，采集联板相关参数通过计算机模拟确定限制大刀卡自由度的定位孔的合适位置。然而由于联板形式多样，且各个厂家加工出来的联板尺寸不统一，即使同一个型号的联板也存在着一定误差，针对此情况采用多定位孔设计，即在一个主定位孔的基础上增加一个辅助定位孔，使联板在受力时均与大刀卡的卡臂方向保持水平，保证了所有型号的联板均可以调节、定位、安装，且不会出现卡具的卡臂与其它金具（如直角挂板）等相碰的现象。为增强定位孔螺栓抗剪强度，决定采用直径为20的螺栓，同时为减轻工器具自身重量，通过仿真软件模拟分析知道在大刀卡表面开设8mm的凹槽后，卡具本身重量减轻了17%，但其能承受的最大应力只减少了5%，满足了工器具的强度要求。

针对所设计的多定位孔大刀卡，利用仿真软件分析卡具在载荷下的应力变化情况，并得出相应的力学性能结论。考虑到原卡具的实际作业中使用的链条葫芦一般额定载荷不超过1.5T，为了更好的模拟实际应用情况，模拟分析时，在大刀卡上施加的静态载荷为2T，通过取值分析使用过程的受力满足要求。安全系数是通过对可延展材料应用最大等效应用失败原理计算得出，应力限制由材料的拉伸屈服强度指定。

5卡具使用方法

（1）地电为作业人员和等电位作业人员登塔并移位至耐张双串绝缘子串两侧；

（2）等电位作业人员进入电场后，将该卡具主体基座扣到联板上，通过两根连接杆加装销子与带突出双耳结构的销座相连接，以此来卡住联板；

（3）两侧作业人员配合将类似三角板结构的基座外头端的挂耳与绝缘拉板相连接，绝缘拉板另一侧连接大刀卡具；

（4）带电作业人员通过收紧耐张丝杆，使绝缘子串松弛，从而实现更换耐张双串绝缘子串。

6 现场应用效果

该卡具研制成功之后，先后在大理供电局220kV黄铝Ⅰ回线、220kV黄铝Ⅱ回线等输电线路上进行了更换绝缘子的工作，经作业人员实际使用证明，通用LF、LJ联板卡具外形美观、重量轻巧，同时结构设计合理、操作方便，能一次性完成大刀卡的装设及绝缘子更换工作，极大提高了工作效率，减少了高空作业的时间，降低了高空作业的风险，效果证明，该卡具完全满足实际需要，停电作业和带电作业都可以使用。

7结论

通过实践证明，通用LF、LJ联板卡具设计合理、实用性高，相比于以往的卡具，该卡具使用范围广泛，对联板要求低，解决传统大刀卡更换绝缘子串时，卡具与联板不匹配问题，有效的提高了更换绝缘子的作业效率，缩短了作业人员高空作业的时间，减少了高空作业的危险性，减少了线路停电消缺时间，对提高供电可靠性和提升电力企业的安全生产具有重要意义。

参考文献

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