快速拆装式间隔棒专用工具研究

 王雪涛1郑瑞东1熊陈义2景韵旭2

摘  要：针对目前输电线路中间隔棒型号多，间隔棒专用工具兼容性差、耗时费力、易夹破手套或手指的问题，分析常用间隔棒线夹结构、导线及其他技术条件，研究一种人机功效优异的快速拆装式间隔棒专用工具，操作简单，减少高空作业人员使用专用工具进行作业的用时；重量轻便，可配合其他便携手动工具或手持电动工具使用，减轻高空作业人员劳动强度；结构稳固、受力可靠，受力后不松脱；通用性强，可以适配多种型号间隔棒，提高间隔棒专用工具的适用性。

关键词：快速拆装式；间隔棒专用工具；G形结构

1前言

输电网更换间隔棒工作多采用停电检修或带电作业，工作耗时较长，重合闸退出时间也相应较长，作业受电网运行方式影响大，运行人员巡视中发现的输电线路间隔棒相关缺陷，需等待停电电窗口期安排作业计划，遇停电时间缩短后，相应作业经查取消，往往难以快速消除间隔棒，使输电线路长期带病运行最终导致导线磨损断股、甚至断线等恶性事故事件发生。急需研究一种工具提高间隔棒更换工作的效率和安全性，保证间隔棒相关消缺工作尽快得到安排，减弱检修工作与电网运行方式之间的相互影响。

2 技术现状

目前输电线路中间隔棒的线夹多为插销式，必须使用间隔棒专用工具人力收紧将间隔棒线夹握力转移至专用工具上后，从而实现间隔棒拆装。当前主要存在三个问题：一是不同线路由于设计及施工单位不同，间隔棒型号较多，必须使用相匹配的专用工具才能对其进行拆装，间隔棒专用工具兼容性差。二是间隔棒更换作业主要就是对间隔棒线夹收紧，使线夹握力转移至专用工具上，从而取脱销钉完成更换，而收紧线夹步骤全靠高空作业人员人力收紧，收紧过程漫长且耗费体力。三是现有间隔棒专用工具拆装使用过程中，夹片易夹破屏蔽服手套或夹伤手指，存在一定的安全风险。

3快速拆装式间隔棒专用工具研究

3.1 研究目标

为有效解决当前间隔棒专用工具兼容性差、易夹破手套或手指等难题，研究一种人机功效优异的快速拆装式间隔棒专用工具，操作简单，减少高空作业人员使用专用工具进行作业的用时；重量轻便，可配合其他便携手动工具或手持电动工具使用，减轻高空作业人员劳动强度；结构稳固、受力可靠，受力后不松脱；通用性强，可以适配多种型号间隔棒，提高间隔棒专用工具的适用性。

3.2 技术关键点及创新点

3.2.1研究快速拆装式间隔棒专用工具结构合理，可以与多种型号间隔棒适配，兼容性好。

3.2.2研究快速拆装式间隔棒专用工具传动受力科学，可选择搭配不同类型扳手或电动扳使用，节省作业人员体力。

3.2.3研究快速拆装式间隔棒专用工具结构简单，拆装方便，不易夹破屏蔽服手套或夹伤手指。

4 快速拆装式间隔棒专用工具研究技术要求

间隔棒主要作用是保证分裂导线子导线间距稳定以满足机电性能，减低表面电位梯度，和短路情况下，子导线之间不致因电磁力造成相互吸引碰撞，或发生瞬间吸引碰撞后仍能恢复到正常状态，避免子导线因长期鞭击导致断股、断线。

结合工作实际，经调查目前220kV输电线路采用二分裂导线，500kV输电线路采用四分裂导线，±500kV及以上超高压、特高压输电线路采用六分裂及八分裂导线；按照结构特点间隔棒可分为球绞间隔棒、环绞间隔棒、阻尼间隔棒、单绞式间隔棒。且当前线路上常使用的间隔棒为二分裂及四分裂球绞式间隔棒，其线夹由铝合金制成，以球窝与撑棒的钢球为绞接点，沿水平与垂直方向均可转动5。～8。，间隔棒承受导线短路电磁吸引力产生的向心力为3000～4000N，间隔棒的轴向破坏荷载不小于7000～10000N，安全系数为2.5。

图1  二分裂及四分裂间隔棒结构图

5 快速拆装式间隔棒专用工具技术原理

设计提出一种快速拆装式间隔棒专用工具，包括G形受力结构（4），G形受力结构拐角处开孔（3），可装防丢钢丝绳，G形受力结构上端部采用圆形接触面固定承力端（6），活动侧承力端与同轴外六角传动螺杆（2）连接，并穿过G形受力结构上端部采用螺纹内筒（5），螺杆端部留有插销孔（1）。

作业人员将G形受力结构（4）对准间隔棒线夹处并使用手动工具或手持电动工具装至同轴外六角传动螺杆（2）持续收紧，圆形接触面固定承力端（6）与间隔棒线夹充分接触，即可将间隔棒线夹所受力转移至G形受力结构（4）上，完成间隔棒更换工作。

图2快速拆装式间隔棒原理图

6.经济效益分析

现场验证应用对比统计用时表明，在带电更换四分裂导线间隔棒作业项目中更换间隔棒环节，一线作业人员使用原有间隔专用工具更换平均用时为30分钟，一线作业人员使用本成果研制的快速拆装式间隔棒专用工具更换平均用时为12分钟，更换效率提升60%。并且本成果研制的快速拆装式间隔棒专用工具不局限于施工孔，能够快速安装，受力可靠，不存在间隔棒专用工具夹片勾拉夹破手套的情况。

据统计2022年3个季度，云南地区输电网更换间隔棒工作计划安排196项，因电网方式调整不能退出重合闸或停电时间变更导致相关作业取消21项，受时间影响的作业占比达10.71%。本成果研制出的快速拆装式间隔棒专用工具相比传统工具可提升更换间隔棒效率提升了60%，极大的减少高空作业人员作业用时；且本成果工具操作简单、重量轻便，能配合多种便携手动工具或手持电动工具使用，减轻了高空作业人员劳动强度；结构稳固、受力可靠，受力后不会松脱；通用性强，能适配更换多种型号间隔棒，降低作业风险，保障输电网带电作业工作的安全高效开展。

7 结束语

快速拆装式间隔棒专用工具解决了当前间隔棒专用工具兼容性差、存在安全隐患的难题，可以大大节省电力系统输电网更换间隔棒工作作业用时，减少重合闸退出占比，降低作业对电网方式的影响，保障输电线路间隔棒相关缺陷能够快速消除，避免电网特殊运行方式期间难以带电作业或停电使得输电线路带病运行最终导致断线等恶性事故事件发生，提高供电可靠性。

参考文献

[1] 《带电作业工具基本技术要求与设计导则》GB/T 18037－2008 

[2] 《交流架空线路用复合相间间隔棒技术条件》 DL/T 1058-2016

[3] 《间隔棒技术条件和试验方法》DL/T 1098-2016    

[4] 《架空输电线路施工机具基本技术要求》DL/T875—2016

[5] 《电力金具手册》(第三版)董吉谔