劉 天，鮑 奕，潘靈敏，宋恒東

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

特高壓電網(wǎng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)能源資源集約化開發(fā)，優(yōu)化能源資源配置方式，提高能源利用效率，推動(dòng)電力工業(yè)技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和全面建設(shè)和諧社會(huì)具有重大意義。目前不同電壓等級(jí)的交直流特高壓線路已相繼建成投運(yùn)，隨著特高壓投運(yùn)線路條數(shù)的增多，加強(qiáng)特高壓線路運(yùn)行維護(hù)是保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要手段。

絕緣子作為電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的重要部件，運(yùn)行中的絕緣子受氣候及長(zhǎng)期承受機(jī)械和電氣負(fù)荷的影響，常導(dǎo)致零值出現(xiàn)。零值絕緣子的存在使爬電距離減小，極易引發(fā)閃絡(luò)，進(jìn)而導(dǎo)致大規(guī)模停電事故，危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

特高壓線路耐張塔大多采用瓷絕緣子，且絕緣子串長(zhǎng)度超過10 m。使用常用的火花間隙檢測(cè)法進(jìn)行絕緣子測(cè)零時(shí)，由于所需絕緣操作桿長(zhǎng)度長(zhǎng)且重量大，檢測(cè)非常困難。通過對(duì)行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀分析，研制了一款利用杠桿原理進(jìn)行絕緣測(cè)零時(shí)使用的輔助工具。作業(yè)人員通過使用該工具，能夠輕松地完成帶電測(cè)零工作，大大提高了測(cè)零工作的質(zhì)量和效率。

1 絕緣子帶電檢測(cè)方法分析

針對(duì)零值絕緣子帶電檢測(cè)，現(xiàn)有的檢測(cè)方法包括接觸式和非接觸式檢測(cè)法。接觸式檢測(cè)法包括火花間隙法、電壓分布法、泄漏電流法、脈沖電流法等，非接觸式檢測(cè)法包括聲和超聲波檢測(cè)法、電場(chǎng)測(cè)量法、紅外熱像法、紫外脈沖法、超高頻檢測(cè)法等方法。按操作方法進(jìn)行分類，又可以分為塔上絕緣操作桿檢測(cè)和地面或在線檢測(cè)兩種。而應(yīng)用以上方法開展特高壓絕緣子帶電檢測(cè)均存在一定問題，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

(1) 使用塔上絕緣操作桿檢測(cè)方式時(shí)，由于特高壓耐張塔絕緣子串長(zhǎng)較長(zhǎng)、絕緣子片數(shù)較多，檢測(cè)所需的操作桿長(zhǎng)度至少在10 m以上。這就使得檢測(cè)時(shí)，操作桿撓度增大、操作性差，操作人員在操作時(shí)難以精準(zhǔn)測(cè)量，且整串測(cè)量完成時(shí)需要的勞動(dòng)量非常高。

(2) 使用地面或在線檢測(cè)方式進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確性較差，相關(guān)的檢測(cè)參量容易受到環(huán)境噪聲、溫度和天氣等因素的影響，容易造成誤檢或漏檢。而絕緣子測(cè)零作為帶電作業(yè)的基礎(chǔ)性工作，如果出現(xiàn)誤檢或漏檢狀況，會(huì)極大提高絕緣子安全風(fēng)險(xiǎn)，非常不符合安全生產(chǎn)的要求。

2 測(cè)零輔助工具的研制

為研發(fā)出滿足帶電測(cè)零準(zhǔn)確性和可操作性的工作要求，選擇以檢測(cè)更為準(zhǔn)確、應(yīng)用更為成熟的操作桿檢測(cè)方式—“分布電壓檢測(cè)方法”為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一款可以解決塔上測(cè)零時(shí)操作桿撓度過大、操作不精確、操作桿重量大、操作勞動(dòng)強(qiáng)度高等問題的輔助工具。

2.1 基本原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于杠桿原理，設(shè)計(jì)出一種絕緣操作桿測(cè)零時(shí)的輔助工具，該輔助工具底端可以緊緊的卡在瓷質(zhì)絕緣子上，其頂部穩(wěn)定放置一轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)，絕緣測(cè)零桿放置在萬向平臺(tái)上。測(cè)零前，先將輔助工具安裝好，再將測(cè)零桿放置在輔助工具上；測(cè)零時(shí)，操作人員可以握住測(cè)零桿底部利用萬向平臺(tái)操作測(cè)零桿進(jìn)行上下前后的精準(zhǔn)測(cè)零。有了輔助工具的支撐點(diǎn)，操作人員可以輕松進(jìn)行測(cè)零工作。

主框架選用絕緣操作桿同材質(zhì)的環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶、不熔的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，該高聚物的優(yōu)缺點(diǎn)如下。

(1) 優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性，固化后的環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。尺寸穩(wěn)定性，環(huán)氧樹脂體系具有突出的尺寸穩(wěn)定性和耐久性。力學(xué)性能，環(huán)氧樹脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

(2) 缺點(diǎn)：各部件連接處強(qiáng)度較低；制作模具的成本較高。

連接部位選用鋁合金。鋁合金是純鋁加入一些合金元素制成的。鋁合金比純鋁具有更好的物理力學(xué)性能：易加工、耐久性高、適用范圍廣。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍。將鋁合金用作為連接部位有以下優(yōu)缺點(diǎn)。

(1) 優(yōu)點(diǎn)：重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、釬焊性好、易于加工、價(jià)格相對(duì)低廉。

(2) 缺點(diǎn)：質(zhì)量相對(duì)環(huán)氧樹脂而言較重。

輔助工具整體采用環(huán)氧樹脂+鋁合金連接的方式，既能滿足絕緣性能要求，又能滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

2.2 測(cè)零輔助工具的研制

2.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)

轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的作用在于提供測(cè)零桿放置使用，并能實(shí)現(xiàn)前后上下左右的三維轉(zhuǎn)動(dòng)功能。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)為前后間距30 cm安裝兩只轉(zhuǎn)向輪，兩轉(zhuǎn)向輪之間采用板材從側(cè)面連接，測(cè)零桿放置在轉(zhuǎn)向輪上，可實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)操作。在連接板材中間位置打孔，安裝一半活動(dòng)式U型金屬件，以實(shí)現(xiàn)上述前后轉(zhuǎn)向?qū)由舷禄顒?dòng)操作。U型金屬件在中間位置打孔，安裝在平臺(tái)底座上，以實(shí)現(xiàn)左右活動(dòng)操作。

2.2.2 支撐架

支撐架的作用在于連接轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)和輔助工具底座，其采用三點(diǎn)支撐式，以確保整體穩(wěn)定性。支撐架整體采用管狀結(jié)構(gòu)，以滿足機(jī)械強(qiáng)度需要。為減輕輔助工具重量，支撐腿設(shè)計(jì)兩支，起到承重作用，輔助腿用絕緣繩代替，方便固定。支撐架與平臺(tái)底座的連接設(shè)計(jì)為槽型，方便支撐架開合，以適應(yīng)不同絕緣子串間距大小。支撐架設(shè)計(jì)兩至三節(jié)抽拉式結(jié)構(gòu)，以延長(zhǎng)支撐架長(zhǎng)度，滿足長(zhǎng)絕緣子串測(cè)零的需要。

2.2.3 底座

底座的作用在于將輔助工具固定于絕緣子串上，給輔助工具一落腳點(diǎn)。為適應(yīng)不同絕緣子鋼帽大小，底座設(shè)計(jì)為半開式彈簧叉式結(jié)構(gòu)。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用

2020-10-22，對(duì)絕緣子測(cè)零輔助工具進(jìn)行模擬試驗(yàn)。通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證實(shí)。

所研制的測(cè)零輔助工具具有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

(1) 設(shè)計(jì)出可實(shí)現(xiàn)三維轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)，方便操作桿精準(zhǔn)定位測(cè)零。

(2) 設(shè)計(jì)出可調(diào)開合式的多節(jié)支撐桿結(jié)構(gòu)，滿足不同間距、不同長(zhǎng)度絕緣子串現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求。

(3) 設(shè)計(jì)出彈簧叉式底座，適應(yīng)不同鋼帽大小，方便工具整體的固定支撐。

4 結(jié)束語

經(jīng)過在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，該套輔助工具具有易安裝、易操作等優(yōu)點(diǎn)。使用輔助工具后，能大幅提高長(zhǎng)串絕緣子帶電測(cè)零效率，大幅降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

絕緣子測(cè)零輔助工具有效解決了絕緣操作桿帶電檢測(cè)零值絕緣子時(shí)，操作桿重量大難以操作、擾度大降低測(cè)零精確度、作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度高等問題。憑借三維轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)、多節(jié)支撐桿、彈簧叉式底座等創(chuàng)新點(diǎn)，有效提高工作質(zhì)量、提升工作效率、減少工作強(qiáng)度、降低作業(yè)危險(xiǎn)。其適用范圍較廣，在輸電線路檢修領(lǐng)域具有一定的借鑒價(jià)值。