±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺

摘要

本发明提供一种±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺，其中进入等电位的作业方法包括以下步骤：等电位工人和地电位工人携带绝缘传递绳登塔至地线支架处系好安全带，将绝缘滑车和绝缘传递绳安装在作业地线支架上；地面工人传递绝缘软梯、绝缘软梯挂头至地电位工人位置；地电位工人拆除工作侧架空地线的防振锤，将软梯挂头可靠安装在架空地线上；等电位工人检查屏蔽服各部分连接良好后，系好绝缘保护绳，登上绝缘软梯站好并将安全带系于绝缘软梯上；地面工人利用绝缘软梯尾绳摆动绝缘软梯，等电位工人距带电导线约0.5m处时快速伸手握住导线进行电位转移。本发明的±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺，填补了国内外特高压直流带电检修技术的空白。

说明书

【技术领域】

本发明涉及超高压输变电领域，尤其涉及一种±500kV同塔双回直流输电 线路带电检修工艺。

【背景技术】

输电线路运行维护检修工作是掌握电网运行情况、及时发现和处理设备缺 陷的重要手段，也是确保线路安全稳定运行的基础工作。由于超高压电网在整 个国家电网运行中处于核心地位，因此超高压电网的运行检修工作对于保证超 特高压电网乃至整个国家电网的安全、稳定、可靠运行具有十分重要的意义。

葛沪直流综合改造即±500kV葛南线（林枫线）同塔双回直流输电工程是 世界直流输电技术发展的创新工程，是目前国内外首条同塔双回直流输电工程。 该工程是利用原葛南单回线（容量为1200MW）路径改造为双回±500kV增容直 流线路（容量为2×3000MW）的工程，是国家电网公司实施坚强电网建设，落 实国家西电东送能源发展战略的又一重点工程，对于进一步扩大三峡和四川水 电送出规模，增强华中与华东地区的电网联络，建设国家坚强电网具有积极意 义。

±500kV同塔双回线路是直流线路一个全新的运行模式，其线路结构、窗 口间隙等与其它工程相比有很大区别，尤其是杆塔结构、耐张瓷棒式绝缘子串 组装形式发生了很大的变化。因此，传统的作业方法不能满足±500kV同塔双 回直流线路检修的需要。如要进行检修、带电作业，首先是必须研究一套科学 的作业方法，包括作业方式以及作业工艺流程。±500kV同塔双回直流线路检 修、带电作业方法及作业工器具的研究将是我们目前亟待解决的问题。该课题 的研究成果将填补我国±500kV同塔双回直流输电线路检修及带电作业工器具 研制和带电作业实用化技术上的空白。对开创±500kV同塔双回直流线路检修， 提高线路检修效率，保证设备的健康水平起到巨大的作用。

【发明内容】

有鉴于此，为克服现有技术的不足，有必要提供一种适用于±500kV同塔 双回直流输电线路的带电检修工艺。

一种±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺，所述带电检修工艺包括 进入等电位的作业方法，所述进入等电位的作业方法包括以下步骤：等电位工 人和地电位工人按照着装规范穿戴完毕后，携带绝缘传递绳登塔至地线支架处 系好安全带，将绝缘滑车和绝缘传递绳安装在作业地线支架适当位置上；地面 工人传递绝缘软梯、安装好软梯控制绳的绝缘软梯挂头至地电位工人位置；地 电位工人拆除工作侧架空地线的防振锤，然后将软梯挂头可靠安装在架空地线 上，并装好软梯挂头控制绳；等电位工人检查屏蔽服各部分连接良好后，系好 绝缘保护绳，登上绝缘软梯站好并将安全带系于绝缘软梯上，若为耐张杆塔则 地电位工人利用软梯挂头控制绳将绝缘软梯沿架空地线移至耐张线夹平行处， 若为直线杆塔则地电位工人利用软梯挂头控制绳将绝缘软梯沿架空地线外移约 5m，等电位工人沿绝缘软梯下行，至肩部与上子导线平齐时停止；地面工人利 用绝缘软梯尾绳摆动绝缘软梯，等电位工人距带电导线约0.5m处时快速伸手握 住导线进行电位转移。

在其中至少一个实施例中，在所述进入等电位的作业方法中，等电位工人 进入电位后系好安全带，并根据作业需要确定是否解除绝缘保护绳，等电位工 人检查检查屏蔽服各部分连接良好后，登上绝缘软梯站好并将安全带系于绝缘 软梯上。

在其中至少一个实施例中，所述着装规范包括，等电位工人穿着全套屏蔽 服装以及屏蔽服装内穿阻燃内衣，所述屏蔽服装包括屏蔽帽、屏蔽衣裤、屏蔽 手套、屏蔽袜、屏蔽鞋以及屏蔽面罩，地电位工人必须穿着全套静电防护服装 和导电鞋。

在其中至少一个实施例中，在带电检修工作完成后，按照以下步骤退出等 电位：等电位工人检查检查屏蔽服各部分连接良好后，登上绝缘软梯站好并将 安全带系于绝缘软梯上；等电位工人松开导线并将手臂迅速收回，地面工人利 用绝缘软梯尾绳摆动绝缘软梯，等电位工人退出等电位；地电位工人在地线支 架处利用绝缘软梯控制绳将绝缘软梯沿架空地线移至横担处，等电位工人解开 系于绝缘软梯上的安全带，向上攀爬登上横担，系好安全带；地电位工人与地 面工人配合拆除全部工具，并恢复地线防振锤的安装；等电位工人、地电位工 人检查塔上无遗留物后，携带绝缘传递绳下塔。

在其中至少一个实施例中，所述带电检修工艺包括更换直线双“V”绝缘子 串、硬转双“L”绝缘子串的作业方法，所述更换直线双“V”绝缘子串、硬转 双“L”绝缘子串的作业方法包括以下步骤：利用绝缘子串挂点处预留施工孔或 挂点处主材做工具的塔上支点，安装杆塔横担专用卡具，利用导线侧二联板做 工具的导线侧支点安装大刀卡；通过提线装置、高强度绝缘拉杆与塔上专用卡 具相连，组成绝缘子串的机械荷载转移系统；利用大刀卡的卡背与二联板接触 处作为支点，并将大刀卡分成作用臂和操作臂，操作提线装置进行小距离的提 线变位，驱动大刀卡操作臂转动，带动作用臂转移绝缘子串上荷载，使被检修 绝缘子串机械荷载转移到提线系统，实现绝缘子串的检修和更换。

在其中至少一个实施例中，在所述更换直线双“V”绝缘子串、硬转双“L” 绝缘子串的作业方法中，所述提线装置包括机械丝杆、液压丝杆。

在其中至少一个实施例中，所述带电检修工艺包括更换耐张瓷棒式绝缘子 的作业方法，所述更换耐张瓷棒式绝缘子的作业方法包括以下步骤：进入电位 后，两位等电位工人采用背靠背的方式站位在相邻的瓷棒式绝缘子上，利用牵 引板和平行挂板做支点安装横担侧耐张专用卡，利用瓷棒式绝缘子钢帽做支点 安装闭式卡后卡，用液压丝杆组件连接耐张专用卡和闭式卡组成紧线系统，然 后安装三角架组件用于传送工具及绝缘子；利用前后棒式绝缘子钢帽做支点分 别安装闭式卡的前卡和后卡，用液压丝杆组件连接闭式卡的前卡和后卡组成紧 线系统，然后安装三角架组件用于传送工具及绝缘子；利用绝缘子钢帽做支点 安装闭式卡前卡，利用联板做支点安装导线侧翼型卡，用液压丝杆组件连接闭 式卡和导线侧翼型卡组成紧线系统，然后安装三角架组件用于传送工具及绝缘 子；操作液压丝杆收紧紧线系统，转移被检修瓷棒式绝缘子上的机械荷载，实 现绝缘子的更换和检修。

本发明的±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺，是国内外第一个 超高压同塔双回直流输电线路带电作业应用技术研究项目，通过±500kV同塔 双回直流输电线路的特点的研究，实现了对项目研究工作的完成及研究成果的 应用，填补了国内外超高压直流带电作业、带电检修应用技术领域的空白。

【附图说明】

图1为采用本发明的较佳实施例±500kV同塔双回直流输电线路带电检修 工艺中进入等电位的方法的示意图。

图2为“正提线”方法更换绝缘子串的示意图。

图3A、3B分别为更换直线双“V”绝缘子串、硬转双“L”绝缘子串作业 方法中采用的大刀卡的主视图和俯视图。

图4为采用图3中的大刀卡更换直线双“V”绝缘子串、硬转双“L”绝缘 子串的操作示意图。

图5A、5B分别为更换耐张瓷棒式绝缘子的方法中所采用的液压式闭式卡前 卡和后卡的结构示意图。

图6A、6B分别为更换耐张瓷棒式绝缘子的方法中所采用的横担侧翼型卡的 局部剖视图和另一角度的局部剖视图。

图7为更换耐张瓷棒式绝缘子的方法中所采用的导线侧翼型卡的结构示意 图。

【具体实施方式】

为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。

在对本发明的技术方案进行详细的介绍之前，首先对项目研究的理论基础 进行简单的陈述：

（1）依据中南电力设计院等设计单位提供的±500kV直流同塔双回线路的 杆塔结构、绝缘子串型、金具连接形式、导地线布置方式以及线路机械荷载水 平和空气间隙形式；

（2）依据国网电力科学研究院对±500kV同塔双回直流输电线路过电压水 平的分析计算及±500kV同塔双回直流线路带电作业间隙试验的研究，提出的 超高压同塔双回直流线路带电作业最小安全距离、最小组合间隙、工具有效绝 缘长度和有效绝缘子片数等带电作业绝缘配合理论值；

（3）依据国网公司2009年新版《安规》及《±500kV直流输电线路带电作 业技术导则》所规定的带电作业最小安全距离、最小组合间隙、工具有效绝缘 长度和有效绝缘子片数等带电作业绝缘配合理论值；

（4）依据国网电力科学研究院《±500kV同塔双回直流线路带电作业实验 研究》（高电压技术第36卷第二期2010年2月28日）所计算得出的带电作 业最小安全距离、最小组合间隙等试验值。

±500kV葛南（林枫线）同塔双回直流输电线路工程（即三沪二回直流输 电工程）作为国内首条同塔双回的超高压直流输电工程，其输电线路检修、带 电作业工作在国内外尚未开展，其作业工艺及应用工具研制工作亟需解决。

±500kV葛南线（林枫线）同塔双回直流输电线路总体结构是由杆塔、绝 缘子、导地线及连接金具组成，比单回超高压直流线路塔增加了一层横担用于 承担另一回线路。设在深入消化了国网电力科学院关于±500kV同塔双回直流 线路带电作业技术研究成果的基础上，认真分析了±500kV同塔双回直流线路 设计参数，充分探讨了与普通±500kV电压等级带电作业的差异性、特殊性， 研究了同塔双回超高压直流线路检修作业、带电作业操作方法及操作工艺，确 定了±500kV同塔双回直流线路带电作业绝缘配合参数，重点对进入等电位的 方法以及更换绝缘子的工艺流程进行了深入的研究，验证带电作业人员防护的 具体措施。

首先，进入等电位作业是带电作业基本作业方式，又是其他带电作业项目 实现的基础。首先突破进入电位的难关，根据±500kV同塔双回直流输电线路 设计结构特点，杆塔窗口尺寸以及作业要求的间隙形式和空气间隙水平，摒弃 了传统的横担挂软梯垂直进入等电位的方式，研究设计了飞车软梯水平摆入等 电位的作业方法。

以下将对飞车软梯水平摆入等电位的的作业方法进行详细地介绍。

本方法的塔上作业人员需要两名，其中一名为等电位电工，另一名为塔上 地电位电工。在进入等电位前，等电位工人必须穿着全套屏蔽服装，包括帽、 衣裤、手套、袜和鞋，并戴好屏蔽面罩。此外，屏蔽服装内还应穿阻燃内衣。。 地电位工人必须穿着全套静电防护服装和导电鞋。

等电位工人和地电位工人按照上述着装规范穿戴完毕后，按照下面的步骤 进入等电位：

（1）等电位工人、地电位工人携带绝缘传递绳登塔至地线支架处，系好安 全带，将绝缘滑车和绝缘传递绳在作业地线支架适当位置安装好。

（2）地面工人传递绝缘软梯、绝缘软梯挂头（安装好软梯控制绳）至地电 位工人位置。

（3）地电位工人拆除工作侧架空地线的防振锤（若地线为绝缘架空地线， 工作前需在不工作侧将绝缘架空地线可靠接地），然后将软梯挂头可靠安装在架 空地线上，并装好软梯挂头控制绳。

（4）等电位工人检查屏蔽服各部分连接良好后，系好绝缘保护绳，登上绝 缘软梯站好并将安全带系于绝缘软梯上。若为耐张杆塔，地电位工人利用软梯 挂头控制绳将绝缘软梯沿架空地线移至耐张线夹平行处。若为直线杆塔，地电 位工人利用软梯挂头控制绳将绝缘软梯沿架空地线外移约5m，等电位工人沿绝 缘软梯下行，至肩部与上子导线平齐时停止。

（5）地面工人利用绝缘软梯尾绳摆动绝缘软梯，等电位工人距带电导线约 0.5m处时快速伸手握住导线进行电位转移。

（6）等电位工人进入电位后系好安全带，并根据作业需要是否解除绝缘保 护绳。

进入等电位后，即可进行±500kV同塔双回直流输电线路的带电检修工作。 例如，带电更换导线防振锤、带电更换耐张导线侧金具、带电更换调整导线间 隔棒以及带电更换绝缘子等。下文中将对其中部分部件的检修工艺进行详细地 说明。

在带电检修工作完成后，等电位工人可按照如下方法退出等电位：

（1）等电位工人检查检查屏蔽服各部分连接良好后，登上绝缘软梯站好并 将安全带系于绝缘软梯上（一手握绝缘软梯，一手臂伸直握住导线）。

（2）报经工作负责人同意后，等电位工人松开导线并将手臂迅速收回，地 面工人利用绝缘软梯尾绳摆动绝缘软梯，等电位工人退出等电位。

（3）地电位工人在地线支架处利用绝缘软梯控制绳将绝缘软梯沿架空地线 移至横担处。等电位工人解开系于绝缘软梯上的安全带，向上攀爬登上横担， 系好安全带。

（4）地电位工人与地面电工配合拆除全部工具，并恢复地线防振锤的安装 （如有则最后拆除接地线）。

（5）等电位工人、地电位工人检查塔上无遗留物后，携带绝缘传递绳下塔。

根据上述进入和退出电位的方法，即可对±500kV同塔双回直流输电线路 上的部件进行检修。由于±500kV同塔双回直流输电线路中的作业项目多，部 分部件的检修方式与之前的作业方法相同，因此在此不做赘述。下面将对带电 更换绝缘子等带电检修工艺的重点操作方法进行详细地说明。

首先，对“杠杆原理微提线法”更换直线双“V”绝缘子串、硬转双“L” 绝缘子串的作业方法进行说明。

±500kV葛南线（林枫线）同塔双回线路工程设计，线路全部直线塔采用 双“V”绝缘子串和硬转塔采用双“L”绝缘子串的组装方式。当绝缘子串零部 件出现缺陷时，一般采用“正提线”方式转移绝缘子串的机械荷载，检修和更 换绝缘子串。请参阅图2，所谓的“正提线”方式主要是指，用导线联板正上方 处预留施工孔（或主材）做工具的塔上支点，安装杆塔横担专用卡具（或连接 工具），通过连接提线装置（机械丝杆或液压丝杆）、高强度绝缘拉杆、四分裂 提线器相连与导线相连，组成绝缘子串的机械荷载转移系统。通过操作机械丝 杆或液压丝杆使荷载转移系统收紧受力，缓慢将导线提起，使被检修绝缘子串 机械荷载转移到提线系统，实现绝缘子串的检修。然而，这种“正提线”的作 业方式的提线工器具的机械荷载大，可能会造成检修侧绝缘子串水平方向受力 变小，从而使导线向相反方向偏移，当且在检修有缺陷的绝缘子串时，绝缘子 串复位时还要采用防止导线横向位移措施，以免检修绝缘子串复位困难。

因此，根据±500kV同塔双回直流输电线路设计的结构特点，在本项目中 更换直线双“V”绝缘子串、硬转双“L”绝缘子串作业采用大刀卡并利用“杠 杆原理微提线作业法”转移绝缘子串的机械荷载。大刀卡的结构如图3A、3B 中所示。请结合参阅图4，大刀卡的一端为与倒三角二联板的穿心螺杆相匹配的 挂钩，另一端为用于外接丝杆的开口。连接挂钩和开口的腰部上设有与倒三角 二联板的底侧面相接触的平台。大刀卡的挂钩端开有将其套装在倒三角二联板 两侧的卡口，卡口的根部平台与倒三角二联板底侧面相接触。大刀卡的开口两 侧设有安装滚花螺钉的通孔，该通孔用于外接丝杆。大刀卡的腰部还设有凹槽。 如果需要在相对于三角二联板上某一侧面上的金具进行预维护和检修，则首先 将大刀卡的卡口卡装在倒三角二联板该侧面底部的同时，挂钩勾住处于倒三角 二联板中心的穿心螺杆，卡口的根部平台托起倒三角二联板的预维护和检修的 一端，这样倒三角二联板上侧面的另一端即为支点，开口端即为杠杆末端。然 后再在开口端外接丝杆，通过人工调节丝杆来对开口端施加力，这样杠杆末端 即开口处只需施加较小的力量便可将三角二联板的预维护和检修的一端上的较 重载荷卸掉。

采用大刀卡并利用“杠杆原理微提线作业法”更换直线双“V”绝缘子串、 硬转双“L”绝缘子串的作业方法的具体操作如下：

（1）利用绝缘子串挂点处预留施工孔（或挂点处主材）做工具的塔上支点， 安装杆塔横担卡具，利用导线侧二联板做工具的导线侧支点安装大刀卡；

（2）通过提线装置（机械丝杆或液压丝）、高强度绝缘拉杆与塔上横担卡 具相连，组成绝缘子串的机械荷载转移系统；

（3）利用大刀卡的卡背与二联板接触处作为支点，并将大刀卡分成作用臂 和操作臂，操作提线装置进行小距离的提线变位，驱动大刀卡操作臂转动，带 动作用臂转移绝缘子串上荷载，使被检修绝缘子串机械荷载转移到提线系统， 实现绝缘子串的检修。

在上述工艺中，双“V”绝缘子串、硬转双“L”绝缘子串大刀卡的工作负 荷为50KN。上述工艺由于利用了杠杆原理，操作提线装置进行小距离的提线变 位，即可驱动大刀卡操作臂转动，带动作用臂转移绝缘子串上荷载，可方便、 快捷地更换双“V”绝缘子串、硬转双“L”绝缘子串。

最后，将对更换耐张绝缘子的作业方法进行详细的说明。

更换耐张绝缘子、绝缘子串是输电线路检修和带电作业的常规项目，也是 输电线路运行检修的日常工作。一般的检修工艺中更换耐张绝缘子、绝缘子串 有传统的采用托瓶架更换耐张绝缘子法和改进后的旋放法更换耐张绝缘子法。 托瓶架法是，在检修绝缘子串两端安装紧线系统，并在其下方放置托瓶架，收 紧紧线系统使绝缘子串免受导线张力，然后脱开绝缘子串与导线、横担的链接， 然后通过绝缘吊绳用托瓶架将检修绝缘子串放置地面，之后反作业流程完成检 修作业。旋放法是，先用绝缘子串张力调整器放松绝缘子，然后用牵引系统反 牵绝缘子将导线侧瓷瓶脱开，沿塔悬挂点旋放瓷瓶串至垂直位置后再放至地面。 反作业流程完成检修作业。

±500kV葛南线（林枫线）同塔双回线路耐张绝缘子串设计为水平玻璃绝 缘子或瓷棒式绝缘子双联串组装方式。其中玻璃串最小（轻污区）40片，长达 10.737米，单串重量达0.73T，最大（重污区）57片，长达14.222米，单串重 达约0.97T；瓷棒式绝缘子串由7支组成，长达14.772米，单串重约0.95T。虽 然整串更换的检修方式，采用传统的耐张绝缘子串更换方法进行施工机具的组 织和现场的实际操作在技术上都是可以实现的，但作为常规检修，特别是采取 带电作业的方式进行检修还是有相当大的难度。因此，本项目根据±500kV同 塔双回直流线路工程双联耐张的设计结构和采用的绝缘形式，选用单支更换的 作业方式重点研究设计通过短接零值的被更换瓷棒式绝缘子，从而达到更换的 目的。其具体的操作流程如下：

（1）进入电位后，两位等电位工人采用“背靠背”方式站位在相邻的棒式 绝缘子上，利用牵引板（QY-42S型）和平行挂板（P-42S）做支点安装横担侧耐 张卡（如图6中所示），利用瓷棒式绝缘子钢帽做支点安装闭式卡后卡（如图5 中所示），用液压丝杆组件连接耐张专用卡和闭式卡组成紧线系统，然后安装三 角架组件用于传送工具及绝缘子；

（2）利用前后棒式绝缘子钢帽做支点分别安装闭式卡的前卡和后卡（如图 5中所示），用液压丝杆组件连接闭式卡的前卡和后卡组成紧线系统，然后安装 三角架组件用于传送工具及绝缘子；

（3）利用绝缘子钢帽做支点安装闭式卡前卡，利用联板（LS-84600500S型） 做支点安装导线侧专用翼型卡（如图7中所示），用液压丝杆组件连接闭式卡和 导线侧专用翼型卡构成紧线系统，然后安装三角架组件用于传送工具及绝缘子；

（4）操作液压丝杆收紧紧线系统，转移被检修瓷棒式绝缘子上的机械荷载， 实现绝缘子的更换和检修。

普通绝缘子的单片更换过程：利用横担侧联板做支点，安装横担侧耐张专 用卡，利用绝缘子钢帽做支点，安装绝缘子闭式卡前卡，用液压丝杆连接耐张 专用卡和闭式卡组成紧线系统；利用绝缘子钢帽做支点，分别安装绝缘子闭式 卡的前卡和后卡，用液压丝杆连接绝缘子闭式卡的前卡和后卡组成紧线系统； 利用绝缘子钢帽做支点，安装绝缘子闭式卡后卡，利用导线侧联板做支点，安 装导线侧转用翼型卡，用液压丝杆连接闭式卡和导线侧转用翼型卡组成紧线系 统，操作液压丝杆收紧紧线系统，转移被检修绝缘子上的机械荷载，实现绝缘 子的更换和检修。通过上述工艺，可实现对耐张绝缘子串的单片更换，保证了 耐张绝缘子串作为常规检修的作业便捷度。

综上所述，本发明的±500kV同塔双回直流输电线路带电检修工艺，是国 内外第一个±500kV同塔双回带电作业应用技术研究项目，项目研究工作的完 成及研究成果的应用，填补了国内外±500kV同塔双回直流输电线路带电作业、 带电检修应用技术领域的空白。本发明的±500kV同塔双回直流输电线路带电 检修工艺中的具体的作业方法涵盖了±500kV同塔双回直流输电线路检修、带 电作业常规检修工作内容，其中的瓷棒式绝缘子更换工具、大吨位组合液压丝 杆的单支短接法更换的作业方法应用到带电作业，特别是应用到±500kV同塔 双回线路作业方法中，是带电作业应用技术领域的重大突破

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。