防污绝缘子带电作业拔销器开发

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【摘 要】 防污绝缘子由于具有良好的防污闪性能在我国污秽严重地区得到了广泛使用，但防污绝缘子的弹簧销被伞裙遮挡而难以带电插拔。本文进行防污绝缘子带电作业拔销器的研制和改进，开发出了一套能顺利的对防污绝缘子弹簧销安装、拆除的带电作业杆尖工具，以减轻工作强度，提高工作效率。

【关键词】 带电作业 防污绝缘子 拔销器 开发

带电作业就是在不停电设备上进行的一种特殊作业，是保证电网安全经济运行，提高供电可靠性，解决供用电矛盾的一项有效措施，其开展具有极大的经济和社会效益；另一方面，由于大量开展带电作业，对电力灵活调度，减少备用设备以及停电操作和频繁的负荷转换起到了积极作用[1-7]。带电作业技术的发展离不开带电作业工器具的进步与改进，带电作业工器具是否实用可靠，就成为带电操作的关键因素。

近年来，输电线路使用了大量的防污绝缘子，防污绝缘子的球头深埋于绝缘子磁质裙边，带电作业时，绝缘子裙边阻挡了通用拔销器（装销器）的进入，不能对防污绝缘子销子进行拆除安装。本课题组进行带电作业防污绝缘子拔销器的研制改进，开发出了一套能顺利的对防污绝缘子弹簧销安装、拆除的带电作业杆尖工具，经过试验和现场试用，该拔销器能顺利地拔取和恢复防污绝缘子的弹簧销。该工具的设计制造水平满足“带电作业通用技术条件”的要求，功能完善、性能可靠、使用方便，通用性广泛。该工具可以减轻工作强度，提高工作效率，减少更换绝缘子的停电时间，适用于全国范围内所有各型绝缘子弹簧销的带电安装拆除。

1 普通绝缘子拔销器

普通拔销器，钳嘴平直适用于绝缘子弹簧销开口较低且全部暴露的情况，通过转动轴，实现开合拔销器钳嘴来拔取普通绝缘子弹簧销。该拔销器结构简单，使用方便适用于普通绝缘子、玻璃绝缘子及合成绝缘子等弹簧销开口全部暴露绝缘子的的弹簧销装拆。但，现在广泛使用的防污型绝缘子，碗头开口深埋在绝缘子裙边内的弹簧销，则不宜装拆。

2 防污绝缘子拔销器的技术方案

2.1 电气和机械性能要求

本次研究的设计制造水平除满足“带电作业通用技术条件”的要求，还要求功能完善、性能可靠、使用方便，通用性广泛，适用于全国范围内各型绝缘子弹簧销的带电安装拆除，从而提高带电作业率。

防污绝缘子拔销器满足“带电作业通用技术条件”，分为机械性能和电气性能两个方面。其中电气性能受拔销器结构长度的影响很大。在计算带电作业工器具有效安全长度时，要考虑0.3m的安全裕度，这一裕度就是金属部分短接空气间隙的长度，直接影响作业人员和设备的安全。因此，整个拔销器的空间尺寸不能超过这一值，本拔销器全长210mm。

机械性能方面，防污绝缘子拔销器对钢材的强度要求不是很高，但要考虑在使用过程中的变形和加工工艺。装配后拔销器的钳嘴在轴上应装动灵活，无卡阻现象。另外，防污绝缘子拔销器是在普通拔销器的基础上进行改进，除满足带电作业操作杆上配套使用外，还满足防污绝缘子的特殊结构的使用要求。因此，本研究开发内容彻底解决了带电更换防污绝缘子的困难，提高带电作业率，保证了设备的可用率。

2.2 技术方案

在普通带电作业杆尖拔销器的基础上，考虑带电作业操作人员的操作习惯，改变局部结构和尺寸，使拔销器能够顺利进入防污绝缘子的球头、碗头连接处，轻便的安装和拆除弹簧销。同时，由于防污绝缘子拔销器钳嘴为z型，我们需要考虑运行线路悬垂线夹碗口不同朝向，使用本拔销器依然能够解决弹簧销安装和拆除问题，使本研究开发具有广泛的适用性。

为解决上述技术问题，我们采用以下技术方案，包括以下步骤：

（1）对普通绝缘子拔销器改进空间的讨论研究。本次研究继承普通绝缘子拔销器的优点，考虑在实际工作中操作的方便可靠，以及带电作业操作人员操作习惯，因此本次研究主要在普通拔销器的基础上进行改进；

（2）按照防污绝缘子的结构和球头位置进行分析。防污型绝缘子由于要考虑重污秽地区的设备绝缘，因此需要增加绝缘子的爬电距离，其结构较普通绝缘子也有所改变，绝缘子球头和碗头在运行状态下深埋于绝缘子裙边。普通绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子球头均露出绝缘子裙边，而防污绝缘子球头距离裙边的垂直距离则达45mm，这种结构使普通绝缘子拔销器不能顺利就位，增加了带电作业难度，需要对多带电作业工具进行改进；

（3）按运行线路悬垂线夹碗头型号与碗口朝向分析。本次研究结果改变了普通拔销器的局部结构，特别是钳嘴部分。由于拔销器的钳嘴弯曲，需要全方位考虑运行中的绝缘子碗头开口朝向。一般来说，碗头开口朝向分为左右两种情况，因此本次开发的拔销器应该适应这种绝缘子串的安装方式；

（4）按照带电作业操作的方式，对拔销器特殊要求的分析。带电作业中使用拔销器拆除和安装弹簧销，采用的是地电位作业，安全距离是带电作业最基本的要求；防污绝缘子拔销器满足“带电作业通用技术条件”，分为机械性能和电气性能两个方面。其中电气性能受拔销器结构的影响很大。在计算带电作业工器具有效安全长度时，要考虑0.3m的裕度，这一裕度就是金属部分短接的长度，直接影响作业人员和设备的安全。因此，整个拔销器的空间尺寸不能超过这一值，防污绝缘子拔销器空间尺寸最大为210mm；

（5）根据各种统计方法和分析结果，进行拔销器与绝缘操作杆配合研究。由于普通绝缘子拔销器具有诸多成熟经验，因此本次研究完全可以借鉴普通绝缘子拔销器的优点。比如普通绝缘子拔销器的通用接头，可以实现全国范围内带电作业绝缘操作杆的配合安装。本次研究的拔销器钳嘴弯曲，则应另外再考虑运行线路碗头开口朝向的问题。因此，本次研究在普通绝缘子拔销器通用接头部分进行改进，考虑双向接头，使其适用范围更加广泛；

（6）根据各种统计方法和分析结果，进行拔销器材料筛选与研究。 防污绝缘子拔销器对钢材的强度要求不是很高，主要考虑加工工艺。另一方面要考虑操作的方便，在使用过程中不致变形。装配后拔销器的钳嘴在轴上应转动灵活，无卡阻现象；

（7）根据以上各种统计方法和分析结果，进行拔销器基本结构及成形的研究。我们采取了拔销器整体钳身为Z型结构。一方面，为了实现钳嘴的开合，我们在通用接头及钳身之间采用可转动的铆接方式。在通用接头的轴套上采用螺旋型滑槽，使用两颗铆钉，通过转动通用接头的转动轴控制轴套左右移动，进而实现钳嘴的开合。另一方面，为了避免钳嘴与转动轴的配合太松动，增加作业人员的操作难度，我们考虑在钳身安装一组弹簧，增加其摩擦。2010年05月～11月的现场试用，各项性能指标均到达预订目标。由于目前所使用的防污绝缘子生产厂家不同，其部分性能指标具有差异。特别是运行中的防污绝缘子盘径差别较大，本次研究的拔销器依然需要进一步改进，我们提出了弧形拔销器的改进方向。

3 防污绝缘子拔销器现场应用及试验规程

从2010年05月开始，进行防污拔销器的研制改进，开发出了一套能顺利的对防污绝缘子弹簧销安装、拆除的带电作业杆尖工具。防污绝缘子带电作业杆尖拔销器，在普通绝缘子拔销器的基础上，考虑运行设备的特点和拔销器使用过程中的特殊要求，以各种统计、分析和研究结果为基础，试制出可以安装与拆除包括防污绝缘子在内的任何绝缘子弹簧销。因此，普通绝缘子拔销器的规程规范同样适用于防污绝缘子拔销器。防污绝缘子拔销器是在普通绝缘子拔销器的基础上研制而成，主要考虑了带电作业操作人员的操作习惯和对新工具的接受能力，因此本拔销器具有结构简单，操作方便的特点。2010年5月试制成功后现场试用，经过上百次的带电操作，证明其安全可靠，能有效解决防污绝缘子弹簧销不易带电拆除和安装的问题。同时，此拔销器同样方便拆除和安装其他各种型号的绝缘子弹簧销，对于带电更换绝缘子串这类型的工作，此拔销器起着关键作用，有着广泛的通用性。

防污绝缘子拔销器经过了合理科学的改进，较普通绝缘子拔销器有所区别，其规程规范也进行了相应的修编。修编规程规范主要依据了，，。为了提高带电作业技术管理水平，保证作业安全，促进带电作业发展，特制定本规程。

（1）带电作业防污绝缘子拔销器属于金属工器具，只做机械性能试验。其试验周期为两年一次，每年进行一次检查性试验。

（2）进行防污绝缘子拔销器机械性能试验时，应将拔销器组装在绝缘操作杆上进行整体试验。

（3）防污绝缘子拔销器机械性能试验时，分为静荷重试验、动荷重试验、扭力试验三种。

（4）防污绝缘子拔销器拉力试验时，应在2.5倍允许操作负荷（120kg）下持续5分钟。拔销器无变形，无损坏为合格。

（5）防污绝缘子拔销器动荷重试验时，应在1.5倍允许操作负荷（50kg）下实际操作3次，拔销器轻便、灵活、无卡阻现象为合格。

（6）防污绝缘子拔销器扭力试验时，应在5倍允许操作负荷下（250kg）左右各操作一次，拔销器无变形、无损坏、轻便灵活无卡阻想象为合格。

4 结语

防污绝缘子带电作业杆尖拔销器，经过两个月和上百次的现场试用，表明该拔销器可以进一步推广，提高带电作业率，保障供电可靠性，具有良好的社会效益和经济效益。主要体现在：

（1）到2010年07月，本单位已经完成拔销钳的改进操作。经过二个月的的时间和上百次的现场试用，该拔销器能比较顺利的拔取和恢复防污绝缘子的弹簧销，减轻操作强度，提高操作效率，减少更换绝缘子的停电时间。据同业对标中可靠性方面的统计，仅本司7月至11月进行带电作业106次，其中使用该拔销器进行的操作64次，共计190小时，多供电量570MkW/h，解决了以往不能进行带电作业需停电工作52次。

（2）防污绝缘子带电作业杆尖拔销器，在普通绝缘子拔销器的基础上，考虑运行设备的特点和拔销器使用过程中的特殊要求，以各种统计、分析和研究结果为基础，试制出可以安装与拆除包括防污绝缘子在内的任何绝缘子弹簧销。具有结构简单，操作方便，无需经过专门培训。经过两个月和上百次的现场试用，表明该拔销器在本单位试用良好，可以进一步推广，提高带电作业率，保障供电可靠性，具有良好的社会效益和经济效益。

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