閉式卡改進構思

廣西電網(wǎng)有限責任公司南寧供電局輸電管理所在進行500kV邕海線停電檢修更換直線塔V串玻璃絕緣子的工作中發(fā)現(xiàn)部分玻璃絕緣子(尤其是防污性玻璃絕緣子)使用普通閉式卡具不易將前卡卡槽嵌入玻璃絕緣子的鋼帽中，從而導致部分絕緣子難以更換[1]。基于此本文主要對廣西電網(wǎng)有限責任公司南寧供電局輸電管理所的500kV閉式卡具進行改造，使得閉式卡具能夠將前卡卡槽嵌入玻璃絕緣子的鋼帽中，避免部分絕緣子難以更換的問題，以提高卡具使用的適用性。

1 傳統(tǒng)閉式卡具更換絕緣子的方法及局限

玻璃絕緣子在高壓電線中使用較為廣泛，因此與其它材質絕緣子相比，鋼化玻璃絕緣子具有零值自破的特點[2]。本文主要對傳統(tǒng)更換方法及存在的局限進行分析。

1.1 傳統(tǒng)閉式卡具更換絕緣子的方法

傳統(tǒng)閉式卡具更換絕緣子的方法主要分為以下幾步：

a) 在進行更換玻璃絕緣子工作前，將閉式卡具安裝好，然后收緊閉式卡具絲杠,使絕緣子串松弛后,先拆除被更換絕緣子球頭與下面碗頭連接的彈簧銷,再拆除被更換絕緣子碗頭與上面球頭連接的彈簧銷;

b) 拆下絕緣子，用傳遞繩傳遞至桿下,提升新絕緣子并安裝好;

c) 安裝好新絕緣子后，安裝新絕緣子碗頭與上面球頭連接的彈簧銷,再安裝新絕緣子球頭與下面碗頭連接的彈簧銷;

d) 放松閉式卡具絲杠,使絕緣子串受力，導線恢復原位。

1.2 傳統(tǒng)閉式卡具更換絕緣子的局限

傳統(tǒng)形式的絕緣子閉式卡具是利用握著鋼帽的半球體及鋼帽根部凹槽的有效接觸面來轉移絕緣子所承受機械拉力[3]。500kV邕海線絕緣子為自貢產(chǎn) FC-160P/55型玻璃鋼絕緣子，該絕緣子鋼帽有卡槽，更換難點在于卡具前卡太厚、防污型絕緣子間隙太小而卡不進去。且每串第1片和最后1片傳統(tǒng)卡具無法更換。因此，利用傳統(tǒng)形式的閉式卡無法更換邕海線絕緣子，從而不能消除線路缺陷，確保線路安全運行。另外傳統(tǒng)閉式卡受自身結構限制，安裝后不易扭轉 [4]。

2 500 kV閉式卡具改進構思

2.1 傳統(tǒng)閉式卡具結構分析

根據(jù)圖1所示可知，閉式卡具主要由前卡、后卡、絲杠等組成。

圖1 傳統(tǒng)閉式卡具的正視圖和解剖圖

2.2 改進后的500 kV閉式卡具

將原閉式卡具的收放絲杠取消，采用在前卡兩邊焊接2個3 t手扳葫蘆用鋼絲繩或其它承力繩索連接后卡，前卡、后卡、連接件可拆卸，在前卡的兩臂下方安裝托瓶架，托瓶架尾部對于后卡是可前后活動的。改造后500kv卡具的圖像見圖2。

圖2 改進后閉式卡具的正視圖

3 500 kV閉式卡具改進后的可行性分析

3.1 檢修工時分析

對改造前和改造后500kV閉式卡具的檢修工時進行對比(見表1)。

表1 閉式卡具改進前后檢修工時對比表

更換方法所需工作人員

人所需工作時長

h

傳統(tǒng)閉式卡具1010.05

改進后閉式卡具109.95

根據(jù)表1數(shù)據(jù)對改進后500 kV閉式卡具更換玻璃絕緣子的檢修效果進行分析可知，改造后閉式卡具檢修效果與改造前效果差不多。從所需檢修人員來看，使用改進后的閉式卡具所需工作人員為10人，而使用傳統(tǒng)閉式卡具所需人員為10人，由此可知改造后的卡具與傳統(tǒng)卡具所需人工一樣。從所需檢修時間來看，使用改造后的閉式卡具需要時間 9.05h，而傳統(tǒng)閉式卡具時間為10.05h，由此可知使用改造后的閉式卡具與使用傳統(tǒng)卡具的時間相差較小。綜上所述，使用改進后的閉式卡具并不能對卡具檢修工時及所需人員產(chǎn)生影響。

3.2 承重的分析

以下主要對改造后的500kV閉式卡具進行承重分析。前卡是通過卡具前沿的“爪”與鋼帽凸緣接觸傳遞力，接觸面有限，受力較復雜，既有彎矩，又有剪切力和擠壓力;而后卡是通過卡具內腔壁與整個鋼帽外壁接觸傳遞力，接觸面大，基本上是彎矩。從過去經(jīng)驗來看，卡具變形和破壞部位都是在兩翼端部，說明該處是受彎矩的部位，主導力是彎矩作用力，剪力和擠壓是次要的。因此，無論前卡或后卡，從整體受力來看，均可簡化為一簡支梁計算。

3.3 實用性分析

閉式卡具是用來在帶電或停電狀態(tài)下作業(yè)，帶電檢修及線路施工作業(yè)均可采用。如更換耐張或直線單片絕緣子、瓷和玻璃絕緣子各型絕緣子等，可節(jié)約更換整串絕緣子的大量工具，提高工作效率。多年來傳統(tǒng)方法只有更換“圓筒形鋼帽”絕緣子的單片卡具，對于玻璃防污性絕緣子難以更換，由于傳統(tǒng)工具不能在這種絕緣子上使用，就必須研制更換防污型絕緣子每串第1片及最后1片的單片卡具。無論何種型號規(guī)范瓷及玻璃絕緣子的直筒式鋼帽或圓筒形鋼帽，只要在卡具內配備適合該型號絕緣子的“芯具”，均可進行更換。經(jīng)過本文改造后的閉式卡具，不僅可用于更換500kV玻璃絕緣子，而且還可用于更換其它類型絕緣子，為廣西電網(wǎng)有限責任公司南寧供電局輸電管理所絕緣子更換工作提供了一種有效工具。