輸電線路避雷線更換防護(hù)工具的研制與應(yīng)用摘要：現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，維護(hù)檢修工作任務(wù)艱巨。本文主要介紹在更換輸電線路避雷線工作中，為防止避雷線斷落造成人員傷亡和設(shè)備損壞，而研制出的一種新型的跨越工具。該跨越工具主要由夾線器、鋼絲繩、緊線器、U型環(huán)、夾線器組成。實(shí)踐證明該跨越工具具有可靠性高、操作靈活簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，不但縮短了完成避雷線防護(hù)措施的時(shí)間，而且節(jié)省了人力、物力，大大提高了更換避雷線效率,可以推廣使用。關(guān)鍵詞：輸電線路；避雷線；防護(hù)工具中圖分類號(hào)：T文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

ThedevelopmentandapplicationofguardtoolofthelightningconductorreplacementoftransmissionlineAuthor1Author2Author3(……………...)Abstract:Withthemodernpowersystemscaleexpandsunceasingly,themaintenanceworkbecomeharder.Inordertopreventthedamageofcasualtiesandequipmentcausedbythewirebreakfallintheworkofthelightningconductorreplacementoftransmissionline.Inthispaper,anewkindoftoolisintroduced.Thecrosstoolismainlycomposedofclipwire,steelwirerope,tightener,Uring,threadclampdevice.Practiceprovedthatthecrosstoolhastheadvantagesofhighreliability,flexibleoperationsimpleandconvenient.Itcannotonlyshortenthelengthofprotectivemeasuresofgroundwire,butalsosavemanpowerandmaterialresources,greatlyimprovetheefficiencyofthereplacementofwire.Itisworthyofpromotion.Keywords:electrictransmissionline;lightningconductor;guardtool0引言現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)超高壓、大容量和跨區(qū)域的巨大聯(lián)合系統(tǒng)，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高壓遠(yuǎn)距離輸電線路也日益增多。高壓輸電線路分布范圍廣，穿越地區(qū)地形復(fù)雜，氣候條件多變，容易發(fā)生各種故障，維護(hù)檢修工作的任務(wù)越來越艱巨。隨著輸電線路的逐年老化，部分線路的避雷線銹蝕嚴(yán)重，如更換不及時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致避雷線斷裂，造成線路故障，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。傳統(tǒng)的更換避雷線需要采用張力機(jī)牽引就避雷線。該過程中存在著避雷線斷落的危險(xiǎn)，而且安裝腳手架話費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，占用線路兩側(cè)大量耕地，耗費(fèi)大量人力物力。因此急需研究簡(jiǎn)單、省時(shí)、便捷的新型跨越工具。該文介紹一種由夾線器、鋼絲繩、緊線器、U型環(huán)、夾線器組成的新型跨越工具。通過封繩結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和跨越工具長(zhǎng)度選擇、封繩材料的選擇、夾線器材料的選擇以及夾線器與導(dǎo)線的連接、鋼絲繩與緊線器、夾線器的連接，緊線器與夾線器的連接，可以提高跨越工具的穩(wěn)定性，具有制作簡(jiǎn)便、操作靈活、可靠性高，能夠適應(yīng)各種地理環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，而且節(jié)省大量人力和時(shí)間。1目前更換避雷線方法介紹更換避雷線方法，傳統(tǒng)上均需要用張力機(jī)牽引舊避雷線后以舊換新。牽引過程中銹蝕的避雷線由于張力作用，存在著斷落危險(xiǎn)，另外，輸電線路下方經(jīng)常有公路、鐵路、低壓線路等交叉跨越。為防止更換過程中,避雷線意外斷落造成人員傷害和設(shè)備損壞，通常情況下安裝腳手架進(jìn)行防護(hù)，但這種做法會(huì)耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。在經(jīng)過對(duì)安裝腳手架占用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，發(fā)現(xiàn)其平均用時(shí)達(dá)到了30.29小時(shí)，占更換避雷線工作總用時(shí)的41%，是造成更換避雷線工作時(shí)間長(zhǎng)的主要因素。在搭設(shè)腳手架過程中占用線路兩側(cè)大量耕地，容易引起民事糾紛。造成巨大的青苗及建筑賠償。因此，針對(duì)施工作業(yè)范圍大、工作量大，以及對(duì)農(nóng)作物（植被）破壞多的情況，如何節(jié)省時(shí)間、人力，減少對(duì)農(nóng)作物（植被）的破壞，安全高效地完成避雷線的更換工作，是迫切需要研究和解決的問題。2新型跨越工具的介紹作業(yè)人員利用飛車把繩系在線路兩邊地相導(dǎo)線上，代替腳手架，發(fā)現(xiàn)作業(yè)時(shí)間縮短了，作業(yè)人員也大大減少。這為更換避雷線開辟了嶄新的思路，經(jīng)過方案分析論證，可以選擇研制封繩式跨越工具來替代腳手架，安全高效的完成更換避雷線工作。2.1新型跨越工具的結(jié)構(gòu)介紹經(jīng)過統(tǒng)籌規(guī)劃，新型跨越工具的構(gòu)成分解為：圖1機(jī)構(gòu)分解圖下面，為真正能夠在生產(chǎn)中得到運(yùn)用，需要對(duì)封繩結(jié)構(gòu)、各部件連接方式以及材料的選擇方面進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化選擇。2.1.1新型跨越工具長(zhǎng)度在更換避雷線時(shí)，新型跨越工具需在避雷線下方連接兩邊相導(dǎo)線，因此，新型跨越工具長(zhǎng)度不得小于兩邊相導(dǎo)線垂直距離。表1所示為濰坊供電公司部分輸電線路兩邊相導(dǎo)線垂直距離統(tǒng)計(jì)表，由表所示，110-220kV輸電線路兩邊相導(dǎo)線之間垂直距離最大為10.9m，最小為8.3m。由于導(dǎo)線存在一定的弧垂度，在預(yù)留出足夠裕度的前提下，跨越工具總長(zhǎng)度設(shè)定為12m即能滿足設(shè)計(jì)要求。為了新型跨越工具能夠適宜110-220kV不同輸電線路兩邊相距離，專門設(shè)置通過連接緊線器來控制鋼絲繩的長(zhǎng)度。表1110kV-220kV輸電線路兩邊相導(dǎo)線垂直距離統(tǒng)計(jì)表線路名稱（220kV）測(cè)量桿型兩邊相距離/米線路名稱（110kV）測(cè)量桿型兩邊相距離/米濰唐線加高桿10.6文寧線耐張桿8.3青王線轉(zhuǎn)角桿10.8文寧線直線桿8.6龍青線直線桿10.5五賢涌耐張桿8.8賈五線耐張桿10.7王朱線直線桿8.5坊濰線雙分裂10.9泉風(fēng)線轉(zhuǎn)角桿8.7王泉線直線桿10.3洲賈線耐張桿8.9坊高線耐張桿10.6五楊線耐張桿8.3坊泉線直線桿10.8王通線直線桿8.5膠高線加高桿10.5五穆涌加高桿8.6萬蓮線轉(zhuǎn)角桿10.7賈福線轉(zhuǎn)角桿8.7坊高線直線桿10.9泉太線直線桿8.4賈王線耐張桿10.3雙太線耐張桿8.9寶王線直線桿10.5泉韓線直線桿8.3泉安線耐張桿10.6泉太線耐張桿8.7坊高線直線桿10.7王望線直線桿8.8坊泉線轉(zhuǎn)角桿10.4王虹線加高桿8.9膠高線直線桿10.9賈友線轉(zhuǎn)角桿8.82.1.2封繩結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和材料的選擇由于新型跨越工具是封繩式跨越工具，我們通過分析共找出三種封繩結(jié)構(gòu)形式：梯形、S型和一字型，下面就三種結(jié)構(gòu)形式封繩的特點(diǎn)分別進(jìn)行分析。梯形封繩：每隔10M系上防護(hù)封繩進(jìn)行模擬試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)證梯形封繩可以任意調(diào)節(jié)安裝點(diǎn)，作業(yè)人員無需下導(dǎo)線作業(yè)；但是導(dǎo)線與封繩摩擦嚴(yán)重，損傷大，仍需發(fā)生青苗賠償。S型封繩：連續(xù)系上防護(hù)封繩進(jìn)行模擬試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)證S形封繩防護(hù)性能高，能夠適應(yīng)各種地理環(huán)境；但是作業(yè)人員需要下導(dǎo)線作業(yè)。作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)。一字型封繩：每隔10M系上防護(hù)封繩進(jìn)行模擬試驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)證一字形封繩靈活性高，安全性高，能夠適應(yīng)各種地理環(huán)境；但是作業(yè)人員需要下導(dǎo)線作業(yè)。通過在停用的線路上模擬試驗(yàn)，并綜合各種封繩結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇靈活性高，安全性高，能夠適應(yīng)各種地理環(huán)境的一字型封繩作為封繩的結(jié)構(gòu)形式。經(jīng)研究四種合適的封繩材料，分別是尼龍繩、鋼絲繩、棕繩、蠶絲繩，我們對(duì)四種材料分別進(jìn)行了拉力和側(cè)切力以及摩擦試驗(yàn)。尼龍繩：將Ф20mm的尼龍繩安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行20800N的沖擊力和側(cè)切力試驗(yàn)（試驗(yàn)不合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的尼龍繩，將其兩端水平固定，1/2處用避雷線來回摩擦30min，發(fā)現(xiàn)有明顯斷股現(xiàn)象。結(jié)論：質(zhì)量較輕，抗拉強(qiáng)度大，抗摩擦性差。鋼絲繩：將Ф20mm的鋼絲繩安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行20800N的沖擊力和側(cè)切力試驗(yàn)（試驗(yàn)合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的鋼絲繩，將其兩端水平固定，1/2處用避雷線來回摩擦30min，試驗(yàn)合格，無變形。結(jié)論：結(jié)構(gòu)牢固，能保證避雷線防護(hù)要求，達(dá)到預(yù)期效果。棕繩：將Ф20mm的棕繩安裝在拉力機(jī)上進(jìn)20800N的沖擊力和側(cè)切力試驗(yàn)（試驗(yàn)不合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的棕繩，將其兩端水平固定，1/2處用避雷線來回摩擦30min，斷股現(xiàn)象嚴(yán)重。結(jié)論：質(zhì)量輕，成本低，但抗摩擦性差。蠶絲繩：將Ф20mm的蠶絲繩安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行20800N的沖擊力和側(cè)切力試驗(yàn)（試驗(yàn)合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的蠶絲繩，將其兩端水平固定，1/2處用避雷線來回摩擦30min，試驗(yàn)合格，無變形。結(jié)論：牢固性強(qiáng)，能保證避雷線防護(hù)要求。但是價(jià)格高。經(jīng)過查詢《35-220kV送電線路施工技術(shù)》得知：在牽引機(jī)牽引放線時(shí)，避雷線承受的拉力最大為T=15000N，一個(gè)檔距按最大500米、避雷線型號(hào)為GJ-70計(jì)算，避雷線的最大自重為G=5800N，所以封繩能夠承受的沖擊力F應(yīng)該大于15000+5800=20800N。所以，鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)該>=有效破斷拉力÷?lián)Q算系數(shù)K=20800÷0.85=24470N。如表2所示，直徑7.7mm的鋼絲繩能夠滿足破斷力要求，因此選用了直徑7.7mm的鋼絲繩作為封繩可以滿足需要。2.1.3夾線器材料的選擇及與導(dǎo)線的連接經(jīng)研究有三種合適的夾線器材料：塑料構(gòu)件、鍍鋅鐵件、合金構(gòu)件。我們對(duì)三種材料分別進(jìn)行了靜負(fù)荷拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)。塑料構(gòu)件：將塑料構(gòu)件安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行2205N5mind的靜負(fù)荷拉伸試驗(yàn)（試驗(yàn)合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的鋼絲繩，用塑料構(gòu)件將其與導(dǎo)線兩端水平固定，進(jìn)行5次2500N沖擊試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有明顯變形。結(jié)論：質(zhì)量輕，易加工，成本低，但牢固性較差。鍍鋅鐵件：將鍍鋅鐵件安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行2205N5mind的靜負(fù)荷拉伸試驗(yàn)（試驗(yàn)合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的鋼絲繩，用鍍鋅鐵件將其與導(dǎo)線兩端水平固定，進(jìn)行5次2500N沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)合格，無變形。結(jié)論：牢固性強(qiáng)，能保證避雷線防護(hù)要求。合金構(gòu)件：將合金構(gòu)件安裝在拉力機(jī)上進(jìn)行2205N5mind的靜負(fù)荷拉伸試驗(yàn)（試驗(yàn)合格）。取長(zhǎng)度為6m，Ф20mm的鋼絲繩，用合金構(gòu)件將其與導(dǎo)線兩端水平固定，進(jìn)行5次2500N沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)合格，無變形。牢固性強(qiáng)，能保證避雷線防護(hù)要求。但是成本高。最終我們確定鍍鋅鐵件做為夾線器的材料。夾線器由上夾板和下夾板組成，上夾板和下夾板的橫截面均為半圓形，兩者一側(cè)通過鉸鏈連接，兩者閉合后形成用于夾持導(dǎo)線的內(nèi)腔，在鉸鏈的相對(duì)側(cè)的上夾板和下夾板上分別設(shè)有上緊固板和下緊固板，上緊固板和下緊固板之間設(shè)有配合使用的緊固裝置。所述緊固裝置為：下緊固板固定有螺柱，上緊固板相應(yīng)位置設(shè)置螺栓孔，方便緊固夾線器。夾線器閉合后上緊固板與下緊固板平行且間隔一定距離，方便在螺柱上掛接鋼絲繩。將夾線器打開，放在一側(cè)導(dǎo)線上，將套掛在螺柱上，閉合夾線器，使導(dǎo)線正好位于兩夾板形成的內(nèi)腔中，夾板內(nèi)側(cè)分別設(shè)有橡膠層，夾緊導(dǎo)線時(shí)可以保護(hù)導(dǎo)線不受破壞，而且增大夾線器與導(dǎo)線的摩擦力，防止夾線器滑動(dòng)。在螺柱上安裝螺母將夾線器緊固，將另一側(cè)導(dǎo)線的對(duì)稱位置也安裝夾線器。2.1.4鋼絲繩與緊線器、夾線器的連接鋼絲繩一端與夾線器連接，一端與緊線器上的掛鉤連接，緊線器包括U形的殼體和棘輪軸，殼體上端活動(dòng)連接掛軸，掛軸通過鉸軸鉸接安全鉤，兩側(cè)板對(duì)稱設(shè)有用于安裝棘輪軸的安裝孔；在兩側(cè)板外側(cè)棘輪軸一端設(shè)有棘輪，另一端設(shè)有定位銷孔并設(shè)有定位銷固定，側(cè)板上設(shè)有與棘輪嚙合的棘爪，棘爪將棘輪固定，防止其回轉(zhuǎn)；棘爪通過轉(zhuǎn)軸固定在殼體上，轉(zhuǎn)軸在兩側(cè)板之間設(shè)有扭簧；棘輪軸設(shè)有定位銷孔端設(shè)有矩形把手，用于連接扳手以便收線；棘輪軸上套裝有繞線輪，繞線輪與棘輪軸分別設(shè)有通孔以便在棘輪軸上連接鋼絲繩，鋼絲繩的自由端絞制成套。然后用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)緊線器棘輪軸將鋼絲繩收緊即可。2.1.5緊線器與夾線器的連接緊線器一端與鋼絲繩連接，一端通過U-7型U型掛環(huán)與夾線器連接，這樣整個(gè)新型跨越工具連接完畢，通過收緊緊線器可以調(diào)節(jié)跨越工具的長(zhǎng)度。2.2新型跨越工具的應(yīng)用效果對(duì)濰坊供電公司利用封繩式跨越工具更換避雷線工作進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示采用新型（封繩式）跨越工具進(jìn)行避雷線更換工作后，安裝新型的跨越工具所用時(shí)間為2.8小時(shí)，而且所用作業(yè)人員只需5人，生產(chǎn)效率得到大幅提高。3.結(jié)語本文所研制的新型跨越工具，制作簡(jiǎn)便、操作靈活、可靠性高，能夠適應(yīng)各