王 東, 閆李玲
(國網(wǎng)淮北供電公司, 安徽 淮北 235000)
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改進(jìn)設(shè)計新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾
王東, 閆李玲
(國網(wǎng)淮北供電公司, 安徽淮北235000)
摘要:通過分析現(xiàn)有10kV“帶電T接引線”使用絕緣穿刺線夾作業(yè)方法存在的問題:使用絕緣斗臂車受地形條件和作業(yè)空間的限制,搭建絕緣平臺,工作費力、費時、勞動強(qiáng)度大,作業(yè)人員與帶電體直接接觸,觸電風(fēng)險加大,線夾和導(dǎo)線間的防水問題沒有得到有效解決,降低線路的安全運維水平。結(jié)合實際工作需求提出了改進(jìn)方法,設(shè)計一種新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾。文章闡明了設(shè)計方案的關(guān)鍵技術(shù),針對實際情況確定了設(shè)計方案及應(yīng)用范圍,最后進(jìn)行了安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的分析。
關(guān)鍵詞:配電線路;改進(jìn)設(shè)計;新型;絕緣穿刺線夾
0引言
國內(nèi)開展10kV“帶電T接引線”作業(yè),主要是利用高空絕緣斗臂車來進(jìn)行。作業(yè)時先將絕緣斗臂車停在合適的位置上,作業(yè)人員身穿絕緣服,用戴著絕緣手套的手握持現(xiàn)有穿刺線夾和絕緣導(dǎo)線來進(jìn)行接線工作[1]。在整個作業(yè)過程中,絕緣斗臂車起主要作用,沒有絕緣斗臂車作為絕緣平臺,這種作業(yè)方式的帶電作業(yè)將難以開展。而絕緣斗臂車的使用對地形有嚴(yán)格的要求,如地面傾斜度不大于5°,場地上方不能有妨礙斗臂升起和旋轉(zhuǎn)的物品等。使用絕緣斗臂車有時受地形條件的限制。還有一種方式是搭建絕緣平臺,作業(yè)人員站在平臺上進(jìn)行10kV“帶電T接引線”平臺的搭建。為此,設(shè)計應(yīng)用一種新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾,保證作業(yè)人員在不借助絕緣斗臂車或不用搭建絕緣平臺的情況下,仍能順利開展10kV帶電接火作業(yè)。保證作業(yè)安全,使作業(yè)人員遠(yuǎn)離帶體;提高“帶電T接引線”工作的作業(yè)率[2,3],拓展帶電作業(yè)的范圍;減少單次作業(yè)人員的數(shù)量,提高工作效率。
1問題的提出
現(xiàn)有10kV絕緣穿刺線夾品種較多,主要用在10kV架空絕緣線路中,作導(dǎo)線之間的連接金具使用,自身不承受拉力。一般由接觸刀片、殼體、螺栓、防水密封等幾部分組成。接觸刀片由高導(dǎo)電材料制成,保證在導(dǎo)線上有最佳接觸面,并且適于銅鋁過渡。殼體采用工程塑料,不僅能在常溫下保持彈性,而且在高溫下也能保持彈性和極高強(qiáng)度。防水密封用優(yōu)質(zhì)橡膠和硅膠制成。殼體與密封能夠抵擋紫外線的照射、潮濕的侵蝕。經(jīng)過精確力度計算所設(shè)計的緊固力矩螺母,當(dāng)擰至最佳穿刺力度時,力矩螺母便會自動脫落[4]。使用現(xiàn)有絕緣穿刺線夾進(jìn)行帶電作業(yè),利用絕緣斗臂車或搭建絕緣平臺安裝穿刺線夾進(jìn)行作業(yè)時,存在以下問題:
(1)借助絕緣斗臂車:工作人員必須站在斗內(nèi)緊固力矩螺母,對地形有嚴(yán)格的要求,作業(yè)保護(hù)范圍大;
(2)搭建絕緣平臺:費力、費時、勞動強(qiáng)度大;
(3)線夾安裝:工作人員必須站在斗內(nèi)就近作業(yè),作業(yè)人員與帶電體直接接觸。
除現(xiàn)有可用操作桿安裝的絕緣穿刺線夾外,還有一種需要由三根操作桿安裝的絕緣穿刺線夾,在原有絕緣穿刺線夾底部增加了金屬材質(zhì)的支線固定裝置。用該線夾進(jìn)行“帶電T接引線”作業(yè)時,桿塔上需要三個人精確配合;受線夾結(jié)構(gòu)限制,安裝后的線夾側(cè)面向下,線夾和導(dǎo)線的防水問題難以解決。另外,該線夾金屬部分較多,絕緣性能大打折扣。多人同一桿塔、同一層面進(jìn)行配合作業(yè),觸電風(fēng)險較大。綜上所述,為了提高“帶電T接引線”作業(yè)率,保證安全,提高工作效率,提高線路T接點的絕緣水平和運行的可靠性[1],有必要改進(jìn)現(xiàn)使用的絕緣穿刺線夾,設(shè)計一種間接帶電作業(yè)工具,擺脫不再依賴絕緣斗臂車或搭建絕緣平臺工作方式。
現(xiàn)有使用絕緣穿刺線夾(正、側(cè)面)
2改進(jìn)方案分析
2.1方案1:組合式間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾
(1)如圖1所示,采用強(qiáng)化的工程塑料制作絕緣穿刺線夾的上外殼4、下外殼7;用改性橡膠制作穿刺線夾的整體防護(hù)外套5和接觸刀片的主線側(cè)防水密封套6、[5]支線側(cè)防水密封套3,防水密封套內(nèi)灌注中性凡士林;穿刺線夾的下外殼7的上部處理平整。用有鍍層的優(yōu)良導(dǎo)體制作接觸刀片。
(2)用合金材料制作扭力螺母。將接觸刀片、防水密封套3、6裝入穿刺線夾上下外殼4、7中,用金屬螺栓8將穿刺線夾上下外殼4、7連接起來。包裹防護(hù)外套5后在金屬螺栓8上加裝扭力螺母。
(3)如圖2、3所示,準(zhǔn)備1個帶絕緣層的接地環(huán),1個帶電卡頭,接地環(huán)上側(cè)直接預(yù)裝在穿刺線夾的支線側(cè)。將穿刺線夾的扭力螺母3插入圖4特制的操作桿的上端,手持操作桿將絕緣穿刺線夾掛在帶電的架空絕緣線路上,然后用手順時針旋轉(zhuǎn)操作桿4,直至力矩螺母3斷裂脫落,便完成一根絕緣導(dǎo)線的T接工作。將待T接的絕緣導(dǎo)線壓接在帶電卡頭下側(cè),采用操作桿將帶電卡頭掛接在接地環(huán)下側(cè)。重復(fù)上述過程便可完成用電負(fù)荷帶電T接工作。
方案1
方案1中將線夾樣品進(jìn)行模擬安裝。安裝一套(一相)下線支線的穿刺線夾約耗時:10min。成本:320元。缺陷:在手持操作桿將絕緣穿刺線夾掛在帶電的架空絕緣線路上時,由于線夾的自重,會產(chǎn)生晃動。
2.2方案2:組合式間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾(改進(jìn)型)
(1)為防止在用手持操作桿將絕緣穿刺線夾,掛在帶電的架空絕緣線路上時會產(chǎn)生晃動,在方案1的基礎(chǔ)上,將力矩螺母8適當(dāng)加長,在操作時操作桿頂部的套筒,能夠較深的套住力矩螺母,穩(wěn)定線夾,使其在掛接、安裝時減小晃動的幅度。
方案2
(2)將線夾樣品進(jìn)行模擬安裝。安裝一套(一相)下線支線的穿刺線夾約耗時:8min。成本:320元。缺陷:帶電接火的支線連接點較多,且接觸點處易發(fā)熱,連接處的絕緣性能有待提高。
2.3方案3:一體化的間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾(設(shè)計新型)
(1)如方案3中圖1所示,采用強(qiáng)化的工程塑料制作絕緣穿刺線夾的上外殼2、下外殼3;用改性橡膠制作穿刺線夾的整體防護(hù)外套1和接觸刀片的主線側(cè)防水密封套4、[5]支線側(cè)防水密封套5,防水密封套內(nèi)灌注中性凡士林;穿刺線夾的下外殼3的上部處理平整。用有鍍層的優(yōu)良導(dǎo)體制作接觸刀片。
(2)用合金材料制作加長的力矩螺母9。將接觸刀片、防水密封套4、5裝入穿刺線夾上下外殼2、3中,用金屬螺栓8將穿刺線夾上下外殼2、3連接起來。包裹防護(hù)外套1后在金屬螺栓8上加裝扭力螺母9。
(3)使用塑料制作導(dǎo)線固定器6,在固定器上預(yù)留扎帶穿孔7。使用模具制作導(dǎo)線固定器+上外殼(澆注成一體)。
(4) 如方案3中圖2、3所示,將待T接的絕緣導(dǎo)線11插入絕緣穿刺線夾的導(dǎo)線固定器6中,將扎帶10穿入導(dǎo)線固定器中并拉緊扎帶,將絕緣導(dǎo)線固定牢固。將穿刺線夾的扭力螺母9插入特制的操作桿4的上端,手持操作桿將絕緣穿刺線夾掛在帶電的架空絕緣線路上,然后用手順時針旋轉(zhuǎn)操作桿,直至力矩螺母9末端斷裂脫落,便完成一根絕緣導(dǎo)線的T接工作。重復(fù)上述過程便可輕松完成用電負(fù)荷帶電T接工作。
方案3
(5)用一體化的間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾帶電T接支架時,安裝一套(一相)下線支線的穿刺線夾約耗時:5min;制作成本:260元
綜上:通過對比驗證,用一體化的間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾帶電T接支架時,解決了以上結(jié)論中的缺陷問題。減少了帶電接火支線的連接點,從而降低了故障率;絕緣性能得到有效提高。最終選取方案3的設(shè)計
3設(shè)計新型絕緣穿刺線夾
3.1關(guān)鍵技術(shù)分析
新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾由絕緣、固定和金屬類三部件組成。絕緣部件包括:上、下外殼;外殼整體防護(hù)外套和主線、支線接觸刀片防水密封套;固定部件包括:支線導(dǎo)線固定器+扎帶;金屬部件包括:加長力矩螺栓;主線、支線刀片;上、下外殼固定板。
(1)外殼整體防護(hù)外套和主線、支線接觸刀片防水密封套采用優(yōu)質(zhì)橡膠、硅膠材料,有較好的彈性;
(2)支線導(dǎo)線固定器+扎帶、上、下外殼采用強(qiáng)化工程塑料+尼龍材料有較強(qiáng)的韌性和極高的強(qiáng)度,有效的將導(dǎo)線固定在固定器上;
(3) 上、下外殼固定板:考慮到線夾的重量,采用材質(zhì)較輕的鋁材;
(4) 主線、支線刀片采用優(yōu)良導(dǎo)體+鍍層;
(5) 加長力矩螺栓:螺母采用鋁合金材質(zhì),螺栓采用鍍鋅鐵件。
新型絕緣穿刺線夾
3.2相關(guān)試驗分析
通過相關(guān)試驗資質(zhì)的試驗機(jī)構(gòu)對間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾開展了絕緣性和受力等試驗,試驗結(jié)果如下:
機(jī)械性能:線夾握力大于1/10導(dǎo)線拉斷力,符合GB2314-1997標(biāo)準(zhǔn)要求[6];
溫升性能:在大電流情況下,線夾的溫升小于連接導(dǎo)線的溫升;
熱循環(huán)性能:符合GB/T2317.3-2000電力金具熱循環(huán)試驗標(biāo)準(zhǔn)[7];
防水絕緣性能:符合GB/T13140.4-1998第2部分標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)試驗要求;
抗腐蝕性能:在二氧化硫和鹽霧環(huán)境中做3次14天的循環(huán)測試;
環(huán)境老化性能:在紫外線、干燥和潮濕的環(huán)境中,溫度變化和熱沖擊中暴露六個星期。
防火性能:連接器件的絕緣材料經(jīng)受住熱絲試驗,符合GB/T5169.4第4~10章要求。
通過相關(guān)試驗資質(zhì)的試驗機(jī)構(gòu)對間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾進(jìn)行交流耐壓試驗、電陰測試和溫升試驗,試驗結(jié)果合格。
通過實際應(yīng)用,線夾的工藝要求較高,因此各部件的材料選擇和加工過程要保證質(zhì)量。新設(shè)計研制的“絕緣穿刺線夾”在安裝時要注意支線導(dǎo)線的固定,保證其牢固可靠。支線導(dǎo)線的選擇上,當(dāng)截面與主線導(dǎo)線截面相差過大時,會導(dǎo)致接觸刀片與導(dǎo)線內(nèi)導(dǎo)體接觸不良,因此,支線導(dǎo)線的選擇盡量保持一致,或者導(dǎo)線規(guī)格的上下差異控制在一個級別差。
4效益分析
(1)安全效益:提高了支線帶電T接的安全運維水平和絕緣水平,減少因使用原有線夾帶電T接后在絕緣性能上造成的故障率,出動搶修人員約6人次,同時,減少搶修車輛行駛約6km。
(2)經(jīng)濟(jì)效益:絕緣斗臂車出勤0次,節(jié)省人力、車輛成本費用約2600元/次?;幢惫╇姽九潆姽^(qū)將此項技術(shù)應(yīng)用于36個帶電接火現(xiàn)場,直接節(jié)約的費用為36×2600-6000(研制成本)=87600元。
(3)社會效益:縮短“帶電T接引線”作業(yè)時間,提高了工作效率,線夾外形簡單、美觀。在淮北市老城區(qū)進(jìn)行作業(yè)時,完全擺脫了絕緣斗臂車,不擾民、工作時間短、不受作業(yè)場地的限制,以最短的時間完成帶電T接線工作,得到政府的認(rèn)可和用戶的一致好評。
淮北市全年10kV“帶電T接引線”約200次,如果今后能在全市所有的10kV用戶進(jìn)行推廣,每年可以直接節(jié)省因使用絕緣斗臂車產(chǎn)生的資金=絕緣斗臂車出勤次數(shù)×每次產(chǎn)生的人力、車輛成本費用約2600元=200×2600=52萬元;每年節(jié)省絕緣斗臂車的行駛里程=絕緣斗臂車出勤次數(shù)×平均每次出勤行駛里程=200×5=1000km; 每年可以節(jié)約的作業(yè)時間=絕緣斗臂車出勤次數(shù)×每次節(jié)約時間約1小時=200×1=200小時。
5應(yīng)用結(jié)論
2013年8月~9月在淮北市龍山北路兩側(cè)新建小區(qū)10kV配電工程的實際應(yīng)用中采用了新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。并且為今后淮北市老城區(qū)用戶和新城區(qū)新建項目的帶電T接工作,節(jié)約了時間,節(jié)省了投資。
新型間接帶電作業(yè)用絕緣穿刺線夾在10kV“帶電T接引線”工作中發(fā)揮了重要作用,提高了線夾的絕緣水平及安全運行水平,節(jié)省了人力、車輛,節(jié)約了作業(yè)時間,提高了工作效率,為優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供了堅強(qiáng)的技術(shù)支撐。但其也存在局限性和不足之處,因此建議采用此作業(yè)工具及方法時要根據(jù)實際情況,因地制宜。
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[責(zé)任編輯:朱子]
Improved Design of a New Type of Insulated Puncture Wire Clamp for Indirect Live Line Work
WANGDong,YANLi-ling
(StateGridHuaibeiPowerSupplyCompany,Huaibei235000,China)
Abstract:Through the analysis of the existing problems of the existing 10kV ″charged T wire″ using insulated puncture wire clamp operation method: using insulated bucket arm vehicle is limited by the terrain conditions and work space, building insulation platform work is strenuous, time-consuming and labor-intensive, operating personnel contacting charged body directly increases the risk of electric shock, the waterproof problem between wire clamp and wire has not been solved effectively, line safe operation level is reduced. Combined with the actual work requirements, the improved method is put forward, and a new type of insulated puncture wire clamp for indirect live line work is designed. In this paper, the key technology of the design scheme is expounded, and the design scheme and application range are determined, according to the actual conditions. Finally, the safety benefit, economic benefit and social benefit are analyzed.
Key words:distribution line; improved design; new type; insulated puncture wire clamp
中圖分類號:TM755
文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:1672-9706(2016)01- 0056- 06
作者簡介:王東(1970-),男,安徽合肥市人,工程師,從事電力系統(tǒng)配電配網(wǎng)改造規(guī)劃設(shè)計、配電配網(wǎng)工程建設(shè)項目管理和評審工作。E-mail:ywxb.happy@163.com閆李玲(1971-),女,安徽淮北市人,高級工程師,從事電力系統(tǒng)質(zhì)量、安全技術(shù)管理工作。
收稿日期:2015- 09-18