新型伸缩绝缘梯让500kV紧凑型同塔双回线路的带电作业更安全便捷

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500kV紧凑型同塔双回线路在带电作业中的安全距离有限、作业难度大。为此，国网湖南省电力有限公司建设公司、国网湖南省电力有限公司、国网湖南省电力有限公司输电检修分公司、智能带电作业技术及装备（机器人）湖南省重点实验室、带电巡检与智能作业技术国网公司实验室的研究人员王普寨、江雷、易南健、陈伟林、郭昊，在2021年第7期《电气技术》上撰文，设计出一种180°旋转伸缩绝缘梯。

该工具利用安全绳增加梯子的稳定性，以此提高作业的安全性；其可伸缩性增加了携带的便捷性，通过牵引绳控制梯子的伸缩。根据理论与实验分析，所研究的伸缩绝缘梯的绝缘强度和材料强度均满足使用要求，且相对于绝缘平梯，其安装更加便捷，操作更加简单，能为500kV紧凑型同塔双回线路带电作业提供更良好的作业条件。

近年来，随着500kV交流紧凑型线路相继投入运行，国内对紧凑型同塔双回线路带电作业技术也进行了研究。国网电力科学研究院结合工程实际进行三峡500kV同塔双回线路和政平—宜兴500kV同塔双回线路带电作业技术研究，为人员带电作业安全距离和人员防护提供了丰富的理论依据。

但对于紧凑型的同塔双回输电线路带电作业研究还不够深入，尤其是在带电作业的部分停电检修方式、临界距离时机械装置代替作业人员进入电场开展带电作业方式的研究及带电作业相关标准制定方面的研究都还不够深入和全面。

有研究者提出了一种将虚拟现实（virtual reality, VR）与绝缘操作杆相结合的方式更换绝缘子，该方式安全高效，但带电作业电磁干扰大，VR数据在传输的过程中存在信号断续的隐患。有研究者通过软件仿真，最终确定攀爬软梯法为500kV紧凑型同塔双回输电线路带电作业进入等电位的方法，对作业人员穿着60dB的屏蔽服进行了实验。

此外，500kV紧凑型同塔双回线路带电作业的开展受距离和作业方法的限制，只能进行下层横担上的带电检修作业，极少开展其他作业项目。因此，500kV紧凑型同塔双回线路带电作业在现阶段的研究成果很难满足紧凑型的同塔双回输电线路带电作业检修的需求。

本文通过对紧凑型同塔双回线路的研究，针对该条线路检修作业电场分布特点及规律，设计一套能够进入强电场等电位的工具，用于500kV垂直紧凑型同塔双回线路带电作业。

1  旋转伸缩绝缘梯研制

500kV紧凑杆塔塔窗内，相对地最小空气间隙为3.7m（上相导线至下相塔窗侧），注意到作业人员经由水平通道进入等电位组合间隙不满足安规要求。为解决平梯使用时的实际问题，需研制适用于紧凑型线路杆塔的平梯，即500kV紧凑型线路旋转伸缩绝缘梯。本文所设计的平梯解决的是平梯结构和实用性问题。

500kV紧凑型线路旋转伸缩绝缘梯如图1所示，分为后端固定梯与前端伸缩梯、角铁锁扣、导线挂钩及安装其上的牵引绳与安全绳，平梯一端连接杆塔上的横担（见图1中C），另一端挂于导线（见图1中A），安装便捷，易于操作。通过安全绳（见图1中B）加强梯子的稳定性，提高作业安全性。通过牵引绳索控制梯子的伸缩，调节灵活具有通用性，等电位作业人员通过该绝缘平梯进出强电场，在紧张的空间内保证了安全距离。

图1  500kV紧凑型线路旋转伸缩绝缘梯

2  力学计算（略）

3  使用方法

3.1  后端固定梯与前端伸缩梯

由于CZ型杆塔子类杆塔的塔头尺寸不同，根据上相、下相带电作业时的平梯架设位置及理论最长长度，设计500kV紧凑型线路旋转伸缩绝缘梯全长最长为10m，梯身分为后端固定梯与前端伸缩梯，长度均为5m，前端伸缩梯置于后端固定梯内部，使用时可伸缩前端调整全长。

平梯主材采用环氧树脂制作，后端固定梯上设置有角铁锁扣、安全绳拉环、限位保险。前端伸缩梯上设置有导线挂钩、牵引绳滑轮及拉环。180°旋转伸缩绝缘梯实物如图4所示。

3.2  角铁锁扣

角铁锁扣用于安装梯子后端，分为固定结构和调整结构。固定结构用于锁扣角铁，调整结构用于调整前端角度，使挂钩挂于导线上。

图4  180°旋转伸缩绝缘梯实物

固定结构为两个相互垂直的锁扣结构，分别为水平扣杆和垂直扣面。垂直扣面上设置有一个长为100mm的空槽，使用时水平扣杆插入空槽进行连接，两个锁扣分别扣住互为直角的角铁结构两端。调整水平扣杆在垂直扣面的位置可适应多种型号的角铁。作业时地电位通过调整相互垂直的锁扣结构锁住角铁，使平梯固定于导线水平面的塔材上。固定结构设计图及实物如图5和图6所示。

图5  固定结构设计图

图6  固定结构实物

调整结构为蜗轮蜗杆结构，主要起到换向及省力的作用。换向指的是调整过程中平梯水平的摆动转化为垂直平面摇杆的摇动，摇杆顺时针、逆时针的摇动使梯子沿正面右向、左向摆动，作业人员便于操作；省力指的是调整过程中平梯水平摆动的力转化为摇杆摇动的力，水平摆动的力包括摩擦力及部分梯子重力，通过蜗轮蜗杆将这些力转化为摇杆转动力，力的大小减小为减速比倍，减轻劳动强度。调整结构如图7所示。

图7  调整结构

3.3  导线挂钩

导线挂钩用于安装梯子前端，挂接于导线上，如图8所示。

图8  导线挂钩

3.4  牵引绳与安全绳

牵引绳一端置于后端固定梯，另一端固定在前端伸缩梯拉环上，中间通过滑轮连接，作业时拉动牵引绳，滑轮将拉力反向作用于前端伸缩梯，使梯子伸出。安全绳作用于后端固定梯、前端伸缩梯连接处，作业时通过收放安全绳，将梯子前端对准导线。梯子前端挂钩挂好后，安全绳固定，起到牢固支撑作用。牵引绳和安全绳位置如图9所示。

3.5  限位保险

前端伸缩梯的连接侧面设置有限位槽，后端固定梯设置限位栓，当梯子伸出到位时，限位栓落槽闭锁，限制梯子伸缩位移。限位保险如图10所示。

图9  牵引绳和安全绳位置

图10  限位保险

4  结论

本文研究了一种180°旋转伸缩绝缘梯，该工具的绝缘强度和材料强度均满足使用要求。利用安全绳增加梯子的稳定性，以此提高了作业的安全性。其可伸缩性增加了携带的便捷性，通过牵引绳控制梯子的伸缩，相对于绝缘平梯安装更加便捷，操作更加简单。尤其在携带不方便和安装难度大的恶劣作业环境下拥有更突出的实用性，能够用于500kV紧凑型同塔双回线路带电作业。

本文编自2021年第7期《电气技术》，论文标题为“500kV紧凑型同塔双回线路带电作业进入等电位绝缘梯研制”，作者为王普寨、江雷等。