第一篇：220kV输电线路架空线提线器的研制与应用
220kV输电线路架空线提线器的研制与应用
Development and Application of 220kV Transmission line Matching Tools
唐大为，张灿煜，刘刚
（白城供电公司，吉林
白城
137000）
【摘要】 通过对220kV 输电线路架空线提线工器具和作业工艺存在问题的分析，介绍了研制的主要背景和研制后的优点以及应用情况，提出采用省力丝杠、横担专用卡具、防脱保护钩等技术，达到了国内先进水平。【关键词】 架空线；提线器；研制 问题的提出
随着输电设备投运年限的不断增加，近年来在输电线路上运行的架空地线发生断股地次数陆续增多，给电网设备安全运行带来极大安全隐患，对架空地线采取补修处理已经成为治标不治本，所以就要对架空地线整体进行更换。实际上，进行设备技术改造的工作要远远比新架输电线路工序要复杂、繁琐，特别是进行老旧设备线夹的拆卸与安装工作更是工人们所不愿意操作的，其根本原因是进行更换线夹所使用的提线工具已经不能满足实际工作需要。原有进行提升架空地线的工具是采用链条葫芦与钢丝绳配合，将钢丝绳的一端栓系在架空地线上，另一端与链条葫芦连接，再将链条葫芦与导线横担连接，由于架空地线支架处结构简单，受力点少，施工作业相对繁琐，所以只能通过钢丝绳改变力的方向，来起到提升架空地线的目的。此种作业方式及工器具使用存在的主要问题：一是工器具自身重量较重，给上、下传递带来很大不便，产生的危险点也相对较多；二是转移荷重的受力点选择较少，如若选择不当将会使横担斜铁产生形变，造成设备缺陷和安全隐患；三是此项工作正常情况下需要杆塔上作业人员两名、地面作业人员两名，更换一基220kV杆塔的架空地线线夹需要30分钟。所以按照传统的更换方法必定需要很大的劳动强度和作业时间，对供电可靠性指标和作业人员来说都是一个不小的问题。综合分析，上述的作业方式方法无形之中浪费了许多人力和物力，无论从经济角度，还是从供
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电可靠性角度来讲，都已经远远不能满足现代化公司的发展需要，研制一种既能减少劳动强度又能提高作业效率的小型工具势在必行。架空线提线器的研制
2.1 输电线路施工机具设计
按照我国电力行业标准《输电线路施工机具设计、试验基本要求》规定，在输电线路施工机具的设计、研制、改进、制造必须满足以下条件：（1）施工机具设计应尽量采用标准化零部件，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载荷之比应符合下列规定：
其他金属锻件：＞1.5；金属铸件：＞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。（5）起重附件的安全系数应不小于3。2.2选材及受力分析 2.2.1卡具的选材：
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。首先对电力施工机具所普遍应用的材质进行了全面分析，在承力工器具的选材上大体分为：优质钢、合金钢、高强度铝钛合金。（1）材料特性
优质钢：与普通碳素结构钢相比，S、P含量均不大于0.035％；钢的组织均匀致密，偏析程度小，质量好；冷热价格性能，耐磨性较好。
合金钢：高硬度、高耐磨性、足够的韧性和疲劳抗力、热处理变形小；抗氧化性、高的淬透性。
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铝钛合金：有压铸成品率高，铸件致密、成品强度高、无断裂的特点、柔韧性强、同时镀铜着色效果佳，比重轻。（2）性价比
优质钢、合金钢，造价低廉，成本相对较低，进而在普通的生产工作中广泛应用。虽然铝钛合金造价相对较高，但是，电力行业对于安全生产的要求极高，拥有轻便、安全可靠的施工工器具是保证安全生产的重要硬件保障，对于为从业人员提供安全保证，降低安全风险的方面来讲，稍高一些的价格并不算什么。
从其机械性能的强度、塑性、硬度、冲击性能、多次冲击抗力和疲劳极限以及性价比等方面进行比对，高强度铝钛合金材料具有多重优势，是此工器具材质的最优选择。
2.2.2受力分析：
根据我地区220kV输电线路架空地线型号及最大垂直档距，进行提升架空地线工具所承受的荷载计算为：
地线的自重比载：
g1=9.8G0 /s×10垂直档距：lv-
=
l1十l22+
σ0g{
±△hl1+
±△hl22}
-3 工具承受荷载：G=9.8G0×10lv
通过上述公式进行计算，此卡具所采用的材质和设计形式以及螺旋丝杠的额定载荷完全满足安全要求。2.3 确定方案
针对以上5项条件要求，依照我国电力行业标准DL/T875-2004《输电线路施工机具设计、试验基本要求》规定，依照国家标准规定值及DL/T875-2004标准技术要求，研制以螺旋丝杠为主体，卡槽式固定件，上部千金加力杆的结构，能满足机械强度。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图一、二所示的一种架空线提线器，包括架空线提线器的丝杆1和
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活动连接在丝杆下的夹线器2，有一个槽状的固定架3，该槽状固定架3的槽底沿槽轴线向外延伸出一个突起31，在该突起31上设有一个通孔，丝杆1穿过该通孔；而在槽状固定架3的槽壁上设有槽口32。只需将槽口32直接卡住铁塔上的角钢，固定架3通过通孔套设在丝杆1上，承受整个提线器的作用力，将夹线器2中架空地线拉住；然后可通过丝杆1来调节架空地线的高度，达到转移荷重的目的。
由于在实际操作中，架空线受重力作用给予固定架向下的拉力，因此固定架的开口朝向夹线器，更有利于固定架固定在铁塔上。同时，将固定架的两个槽壁上均设有槽口，可更牢固地卡在角钢上，更优选的是两侧壁上槽口的轴线重合，且垂直与固定架的轴线。（1）提线器主体及部件（见图一）。
图一 提线器主体及部件
（2）图二为设计的卡槽式卡具，这样不但使重量减轻、易携带，而且安装起来方便灵活，使该工器具在操作上实用性更强。
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图二 卡槽式卡具
表一 单位：mm 图一 L1 L2 L3 L4 L5 图二 L1 L2 L3 310 230 70 370 55 170 110 95
应用效果
此项220kV输电线路架空线提线器的研制已经获得国家实用新型技术专利证书，该提线器长度为370mm，重量为3.5kg，满足结构轻巧，携带方便，使用灵活的要求。能够达到既减少劳动强度，又提高作业效率的使用效果，经过在停电线路更换架空线作业时的多次试验，并取得良好效果。
例如在进行220kV更换宝岭线架空线作业中进行实际应用，与传统工具相比：
1、作业人员及作业时间比较：通过使用传统工具更换架空地线作业时，塔上作业人员至少需要两人，地面两人，而且作业用时最快也要在30min左右，而采用新型工具进行作业时，地面只需一人进行监护，杆塔上作业人员也只要一人，并且一人用时最多在20min左右，实用效果非常好。
2、安全方面比较：在宝岭线更换架空地线作业过程中，通过使用传
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统工具更换架空地线作业中，作业人员劳动强度较大，同时还存在危险隐患，在钢丝绳与铁塔相连部位，受力后会出现变形现象，这就为我们的安全生产工作带来一定的安全隐患。该工器具同时还具有体积小、质量轻、轻便、省力、成本低的优点，同时使用本实用新型产品直接与杆塔头部的背铁处相连，大大提高了安全系数，还不用作业人员上下相连，减少工作量，提高工作效率，它还能够在作业过程中减少作业人员操作时上下连接部分的操作，从而更能保证作业人员由于工作强度大而出现安全意识淡薄，忽视安全现象的发生。
3、成本投入比较：在宝岭线更换架空地线作业过程中，采用老旧工器具及施工方法进行更换架空地线作业，供需人员40人，车辆6台，而采用此种工器具及作业方法，不但人员能够缩减为20人，车辆也只需3台，从人员开支及车辆、食宿等方面节省5000余元，大大节约成本经费。
4、间接经济效益比较：在宝岭线更换架空地线作业过程中对50基220kV直线铁塔进行了船体线夹的更换工作，如用老式作业方法，需申请停电时间3天，而利用此工具进行工作，则需申请停电1天半，仅此一项工作不但多供电量2000兆瓦时、少损失80余万元。
参考文献：
【1】架空输电线路带电安装导则及作业工具设备.DL/T1007-2006 【2】国家电网公司电力安全工作规程，电力线路部分.【3】输电线路施工机具设计、试验基本要求.DL/T875-2004 【4】材料力学，北京大学出版社
【5】新编钢、钢结构与金属特性、用途及中外牌号对照手册，赵春波
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