卡具

三角联板大刀卡具是一种通用卡具，用于更换110kV至500kV输电线路三角联板（L-1040/ L-1240/ L-1640/ L-2140/ L-2540/ L-3040）侧第一片绝缘子，该卡具是根据三角联板与绝缘子的连接结构设计，可单人操作，安装工作方便。该卡具 通过变换垫片卡在不同型号的三角联板上，通过收紧丝杠受力后使绝缘子脱出碗头，进行更换安装新绝缘子，卡具受力均 衡且同在一条直线上，减小对工具、设备变形损坏的风险，可单人操作，重量轻，便于登山搬运、安装，安全、高效地完 成线路检修更换工作。

在输电线路停电更换耐张双联绝缘子的作业，面临着需使用的工器具繁多、作业方法复杂等情况。这不仅增加了作业人员的劳动强度，还延长了线路停电时间，带来了不可估量的经济损失。为此，本文对作业过程中产生的问题进行分析研究，借助ansys 力学分析软件模拟设计出新型的大刀卡具，并对相应的作业方法进行改进。新型卡具及相应作业方法在杭州电网35kV-220kV 停电更换双联耐张绝缘子工作中取得良好的应用效果。

输电线路长期暴露在野外，当导线、地线（OPGW）受到雷击、枪击等外力破坏及易发生断股现象，导线的断股检修是一项重要的检修工艺，线路检修规程要求导线损伤超过25%需切断重接或使用预绞丝、护线条缠绕检修工艺。以往的处理的方法是，在满足运规要求的前提下，绝大部分采用预绞丝缠绕加固处理，预绞丝缠绕缝隙较大。这种缠绕方法及工器具的强力使用易造成预绞丝损毁、变形报废，据统计每缠绕一处，变形报废预绞丝两套，价值1400余元，在预绞丝的预绞过程中造成导线金属丝表面金属锐尖，运行中造成电晕放电，增加了输电导线的线损率。绞丝在缠绕中变形、不齐整、不紧密时，会造成导线发热、起弧、电晕、甚至断线。预绞丝和护线条缠绕整齐、紧密是减少导线电晕的有效方法之一。 现有技术中，此种检修工艺无专用的工具，在输电导线上预绞丝的头部不能很好固定，后续的缠绕修补工序进行的很慢，预绞丝和护线条缠绕既不均匀也不紧密，造成预绞丝在缠绕修补中缺根严重影响断股导线抗拉強度，检修工作效率低下。 目前，行业内对导线断股缠绕修补中发生的问题以及使用器具研究和应用较少，也末形成成熟技术和标准，使得导线断股后的检修合格率达标困难重重，这项技术对于提升电网设备的检修技术，提高电网的用电可靠性具有非常重要的意义。

绝缘子

带电更换500kV线路耐张单片绝缘子时，作业所用工具为闭式卡具，材质为高强度铝合金，整套工具重量约30kg左右。 更换作业时，作业人员坐在耐张绝缘于串上，脚部没有支撑点。而传递工具的吊绳也只能悬挂在绝缘于串上，工具的最高起吊高度低于绝缘于串和人体中心。作业过程中，作业人员需要将作业工具从绝缘于串下方提升至绝缘于串上方进行安装，提取作业工具需要弯下腰，且完全依赖作业人员手臂力量将作业工具提升至作业平面，非常费力，对作业人员体能消耗大，存在一定安全风险，需要采取措施加以改进。

该项目研制了特高压V串六联板专用卡具并研究优化了带电作业方法，使操作步骤简化，显著降低了劳动强度。研究的带电作业方法、安全登高方法及研制的作业工具科学合理，大大提高了作业人员人身及设备安全系数。开发了作业方法及其教学课件，以教学课件形式总结了具有著作权的带电检修作业的可复制经验，实现了±800kV输电线路带电作业的规范化，对提高人员和设备安全水平具有重大的经济和社会效益。

本项目成果适用于不同型号的瓷质和玻璃绝缘子。替代原有多套闭式卡模具，且不存在模具不通用或不匹配的情况，施工时仅需一套通用闭式卡即可完成多类绝缘子施工。在卡具材料选取方面，充分利用铝合金和高强度锰钢材料的金属特性，既轻便又大大提升卡具的安全性能和使用寿命。通用闭式卡在国网娄底供电公司输电运检室已得到实际检验，使用效果良好，一套通用闭式卡替代原有多种闭式卡模具，并解决现有模具不匹配的施工难题，在开展玻璃或瓷质绝缘子上的检修工作上拓宽了工器具的适用范围，工作更便捷、更高效，大大降低劳动强度，取得了显著的安全效益和经济效益。通用闭式卡可适用于输配电线路不同型号、不同规范的瓷质和玻璃绝缘子更换施工作业，目前已在湖南全省输电线路施工中推广。通用闭式卡因性能优、通用性强，可推广至全国输电线路专业。

随着经济飞速发展带动电力需求不断增长，我国能源分布和经济社会发展不均衡的基本国情日益明显。为了满足未来经济社会发展和国民生活用电需求，直流输电线路正不断应用于高电压、长距离的输电环境。但因特高压直流输电线路传送容量大、运行可靠性要求高、停电检修机会少,特高压直流输电线路带电作业已成为确保特高压直流电网长周期安全稳定运行的重要技术手段。为了确保特高压直流输电线路安全可靠地运行，湖南省电力公司高度重视特高压直流带电作业新工具和新方法的研究及应用，在对交流 750 千伏和直流±660 千伏超高压直流输电带电作业研究成果的分析基础上，于2013 年 1 月开展一系列针对特高压直流带电作业方法研究。研制了输电线路零值绝缘子带电检测机器人、带电更换特高压直流输电线路导线间隔棒专用扳手、提线卡具、手杖式绝缘子钢帽固定卡具、大吨位盘形绝缘子臂式起吊卡具等专用工具，并提出带电更换耐张单片绝缘子、带电更换直线塔 V 串合成绝缘子等典型作业方法，率先采用档外荡入法、双人直立式沿绝缘子串进入强电场的方法，开创了进入特高压强电场的新方式，为推动特高压带电作业的发展起到了积极的作用，为全国开展特高压直流输电线路带电作业打下了坚实的基础。

项目属于电气工程领域，涉及特高压、输电线路、带电作业、高压试验、工器具等专业，经4家科研生产单位历时7年协同攻关完成。填补国际空白的创新成果如下：获得了真型杆塔带电作业间隙的放电曲线，揭示了作业人员介入超长空气间隙的放电特性规律，提出特高压直流带电作业安全距离等关键技术参数；获得特高压直流等电位作业电场分布特性，提出屏蔽防护参数并研制世界首套±1100kV带电作业专用屏蔽服，开发出多维感知系统，保障了带电作业安全。成功研制世界最大吨位840kN耐张绝缘子的金属卡具和适用于1250mm²大截面导线的特大吨位软硬质提线工器具，攻克了±1100kV线路带电作业特大吨位负荷转移难题；编制世界首个±1100kV带电作业技术导则和系列作业指导书，提出±1100kV电动提升装置法、直升机吊篮法等进出等电位方法，并推广至其他电压等级。获发明授权6项，实用新型12项，软著2项，发表论文25篇（SCI/EI 10篇），专著1部，标准1项。中电联鉴定认为成果达到国际领先水平。