论电力电杆瓷横担的更换方法及更换工具研发设计

2020 No.4

电力系统

Electric System电力系统装备

Electric Power System Equipment论电力电杆瓷横担的更换方法及更换工具研发设计

赵柳恒，郭　璇，覃小民

（广西电网有限责任公司来宾武宣供电局，广西来宾 5900）

［摘 要］瓷横担绝缘子，是国内为满足农业电力需求而开发的一种新的线路绝缘子，它普遍应用于农村和城市电网中。瓷担的机械性能比较低，尤其是瓷担的螺栓孔部位，因为它的性能比较弱，应力集中，容易碎开和断裂。为此，需要配备相应的更换工具，及时对瓷横担进行更换。文章针对传统电力电杆瓷横担更换方法及存在的问题进行论述，在此基础上，设计了一种新型的更换工具，解决了传统瓷横担更换难度较大的问题。［关键词］电力电杆；瓷横担；更换方法；更换工具［中图分类号］TM76 　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）04–096–02

Discussion on the Replacement Method of Power Pole Porcelain Crossarms

and the Research and Design of Replacement Tools

Zhao Liu-heng, Guo Xuan, Qin Xiao-min

［Abstract］Porcelain crossarm insulators are a new type of line insulator developed in China to meet agricultural power demand. It is widely used in rural and urban power grids. The mechanical properties of porcelain bearings are relatively low, especially for the bolt hole parts of porcelain bearings, because of its weak performance, stress concentration, and easy breakage and fracture. For this reason, it is necessary to equip the corresponding replacement tools to timely replace the porcelain cross arm. This article discusses the traditional power pole porcelain crossarm replacement method and existing problems. Based on this, a new type of replacement tool is designed to solve the problem of traditional porcelain crossarm replacement.

［Keywords］power pole; porcelain cross arm; replacement method; tool replacement; research and development高压线路瓷横担绝缘子用于高压架空输配电线路中绝缘和支持导线，它可以替代悬式绝缘子和针式绝缘子。瓷横担绝缘子采用实心不可击穿的瓷件与金属附件胶装而成，具有自洁性好、维护简单、线路材料省、造价低、运行安全可靠

目前，35kV线路直线杆瓷横担在运行中会出现断裂，等优点[1]。

断裂后检修人员需要对其维护，将断裂的瓷横担拆卸下来并换上新的瓷横担。传统方法通常工作效率不高，且存在较大的生产风险。基于此，本文设计了一种新型的瓷横担更换工具，并结合这种新工具，提出了相应的更换方法。1 电力电杆瓷横担概述

电力电杆瓷横担绝缘子主要用于架空输配电线路中绝缘和支持导线。因为瓷横担使用的是能够旋转的结构，一旦出现断线，线路两头的张力不均匀，让瓷横担出现旋转现象，能够较好地缓解断线问题的扩展[2]。由于它是实心构造，不容易被击穿和老化，绝缘性能较高，供电效果安全稳定，降低事故发生率。此外，电路构成单一，安装便捷，容易清理，自洁性能良好，操作维护简便，并且能够减少维护工作。可是，瓷横担的机械性能比较低，远低于针式绝缘子。可以这样讲，瓷担在供电过程中的优势是毫无疑问的，令人担忧的是，它的低性能会影响它的顺利运行，但是，只要重视其运行条件，扬长避短，就可以实现经济安全的目标[3]。因此，有必要配备更换工具，及时进行更替。

2 传统电力电杆瓷横担更换方法及存在的问题

2.1 三角杠杆法

三角杠杆安装好以后，就可以拧紧滑轮组件，把电线从瓷横担上拉开。正常情况下，牵引绳可能不会被拉动，如果线路挪动距离不足时，可以再次拉紧牵引线，让三角形移动到角的外侧，以增加安全距离。

2.2 直角杠杆法

三角杠杆的形状为等腰直角三角形，由环氧玻璃钢管制作，应力点分别位于三角形的顶点处。用点A拉动导线，用点B安装绝缘牵引线，用点O作为旋转固定中心，来构成一个强度较大的绝缘体。三角形杠杆安装在杆顶部的外角旁边，固定在可旋转的环形支架上，根据一定的旋转轨迹旋转。三个点的应力需要在一条直线上，不可以偏移，不然杠杆会出现扭曲。安装期间，杠杆的竖直顶点处挂上牵引滑轮组，且朝外角一侧倾斜一点，再在杠杆的水平点处挂上绝缘拉线。

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（1）更换侧相瓷横担。瓷横担通常安装在角铁的横担上，和地面保持水平位置。更换的时候，支点比较低，活动臂和力臂的长度差距很小，由于前端要比瓷横担长些，所以，拉力会更大，杆支架比较高。由于杆支架和瓷横担处在平行位置上，且距离较近，故活动臂较短，对应的力臂会较长，提升丝受力较小。

（2）用来更换杆顶部的直瓷横担。瓷横担要竖直固定，它是较长的杆。因杠杆支座与瓷横担平行，又靠得很近，所以动臂短，相应的力臂就较长，提升导线用力就小。

总之，传统更换方法一般是先使用人力将导线从瓷担处拉回至铁横担处并固定住，然后拆除旧瓷担。更换瓷担完成后，边相是使用人力将导线移至瓷横担处，顶相是工作人员用自己的肩膀将导线抬起来到瓷担顶部。由此可见，瓷担更换难度较大，工作人员比较费力，工作效率不高，作业人员存在人身安全风险，同时也影响施工工作进度及快速复电的能力。3 新型电力电杆瓷横担更换工具设计

基于传统瓷横担更换难度问题，本文设计了一种用于瓷横担更换的辅助工具，其解决了传统瓷横担更换难度较大的问题。该新型电力电杆瓷横担更换工具包括紧固件、支架、顶板和千斤顶。支架通过紧固件连接在杆塔上，顶板固定在支架上，千斤顶安装在顶板上且用于支撑导线，解决了传统瓷横担更换难度较大的问题。

3.1 新型电力电杆瓷横担更换工具部件

新型电力电杆瓷横担更换工具包括紧固件、支架、顶板和千斤顶四个主要部件。其中，支架通过紧固件连接在杆塔上，顶板固定在支架上，千斤顶安装在顶板上且用于支撑导线。其中，支架包括四根X杆、四根Y杆和四根Z杆，四根Y杆

电力系统装备

Electric Power System Equipment电力系统

Electric System2020年第4期

2020 No.4

和四根Z杆围合成两个方形框，四根X杆分别连接在方形框的四个夹角处，两个方形框为平行设置。X杆一端固定在紧固件上，另一端固定在两个方形框上。千斤顶与顶板螺栓连接。千斤顶上固定有用于支撑导线的支撑块，支撑块上表面开设有线槽，导线穿设在线槽内。支撑块上安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓位于导线上方且穿过并锁紧在线槽的相对两侧。

3.2 新型电力电杆瓷横担更换工具的优点

把导线后备保护绳传递到杆塔顶部，由作业人员把保护绳的一端与瓷横担相连并绑扎牢靠，另一端与导线相连，从而把瓷横担与导线连在一起。此时，在电力电杆上的工作员工，把瓷横担更换工具进行固定。可以装到瓷横担的施工孔，没有施工孔时可以直接通过抱箍进行固定，让工具尽可能贴紧杆塔。

4.3 收紧导线，拆除旧瓷横担，替换新的瓷横担

新型电力电杆瓷横担更换工具增加了高度调节杆。支架通过紧固件连接在杆塔上，顶板固定在支架上，千斤顶安装在顶板上且用于支撑导线。支架上安装有旋紧螺栓，高度调节杆上端固定在顶板上，下端穿过支架并通过旋紧螺栓固定。首先导线附近的员工使用取销器把绝缘子串内的碗头销子拆卸下来，以便把瓷横担取出来[5]。此时，如果难以拆卸，可以通过紧线器进行辅助，把瓷横担收紧后再取出来。取出后，将瓷横担的中心慢慢移动到横担侧，随后地面上的员工缓慢采用上述结构，通过调节旋紧螺栓，使得高度调节杆可以上下拉动，便于调节千斤顶的支撑高度，使用灵活方便。

顶板为矩形，高度调节杆设置有四个，四个高度调节杆分别设置在顶板的四个夹角处。采用上述结构，提高千斤顶的支撑稳定性，使用较为安全。

紧固件为抱箍，抱箍抱紧在杆塔上，支架与抱箍固定。采用上述结构，安装比较方便，且抱紧效果好，支撑强度较高。

抱箍设置有两个，两个抱箍上下布置且分别抱紧在杆塔上。采用上述结构，提高辅助工具的整体支撑强度，使其与杆塔紧密连接。

四根X杆分别连接在方形框的四个夹角处，两个方形框为平行设置；X杆一端固定在紧固件上，另一端固定在两个方形框上。采用上述结构，结构简单，稳定性较好，不易变形。

千斤顶与顶板螺栓连接。采用上述结构，拆装方便，便于千斤顶的拆卸与安装。千斤顶上固定有用于支撑导线的支撑块，支撑块上表面开设有线槽，导线穿设在线槽内。采用上述结构，防止线槽打滑，从千斤顶上滑落下来，便于固定线槽，支撑性较好。

支撑块上安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓位于导线上方且穿过并锁紧在线槽的相对两侧。采用上述结构，使得导线被夹紧在线槽内，固定效果较好，以防导线滑落。4 新型电力电杆瓷横担更换方法及其效果

4.1 前期工作准备

在更换瓷横担之前，先对所有电力电杆进行检查，防止中途落线，对被跨越的电力线，需要停电后再实施作业工作[4]。在上杆前，作业人员需要系好安全带，并对安全带的合格情况进行检查，确保能够正常使用才能应用。安全带的固定位置需按照要求，系在固定构件上。

随后，在一些需要停电后再更换瓷横担的电杆上工作前，需要验明线路里无电压。对于同杆塔铺设的多层电力线路做验电工作时，需要先验证低压无压，再验证高压无压。在确定没有电压后，再在工作地段的两端挂上接地线。并在所有可能送电的分支上也挂上接地线。在杆塔上工作时，作业人员禁止进入带电横担，也不能在横担上搁置任何东西。

4.2 装链葫芦、卡线器设置

在做好前期准备，可以进行登塔操作。作业人员携带更

换横担工具到达杆塔顶部后，在牢固主材上把安全绳固定好，随后挑选适当的地点挂好滑车与传递绳。随后，运用传递绳，

放松绳子，把旧的瓷横担转移到地面上来。

在地面员工将旧瓷横担转移下来时，还可以把新的需要更换的瓷横担绑在绳子上，在把旧的转移下来的同时，把新的转移上去。电力杆塔上的员工在拿到新的瓷横担后，借由更换工具，将导线撑起来，再将新的瓷横担替换进去。

4.4 作业结束

替换瓷横担结束后，首先检查替换后的瓷横担是否安装正常。其次，由杆上作业人员拆除所有导线、紧线器、电力电杆瓷横担更换工具的抱箍等设备，将这些通过导线传递到地面上。作业人员下塔后，进行质量验收工作。

4.5 新型电力电杆瓷横担更换工作效果分析

采用新型电力电杆瓷横担更换工具，瓷横担更换时，作业人员需携带本辅助工具攀爬至杆塔顶部，使千斤顶靠近瓷横担的位置，然后将抱箍固定好，使抱箍紧紧抱紧在杆塔上，并使得抱箍底面与横担的表面接触，防止抱箍下滑。抬线时，可通过控制千斤顶上的操作杆，使千斤顶活塞慢慢向上竖直提升，撑起导线，然后作业人员便可轻松完成更换瓷横担的作业，不需要靠人力肩膀抬起，减轻了工作强度，提高了工作效率和电网的安全稳定行，解决了传统瓷横担更换难度较大的问题。5 结语

电力电杆常用的瓷横担是由实心构造，不容易被击穿和老化，绝缘性能较高，供电效果安全稳定，然而其比较脆，在运行中容易出现断裂等问题，需要及时更换。本文设计了一种新型的电力电杆瓷横担更换工具，并对其对应的更换方法进行了介绍，该方法能够有效提高工作效率，保障了电网的安全运行。

参考文献

[1] 孙成宝.10 kV瓷横担的运行与使用[J].高电压技术，1994（4）：58-60.

[2] 郭法连.防污闪瓷横担绝缘子在35kV配电线路中的改造应用[J].电世界，2004，45（12）：19.

[3] 黄汉光.水泥横担支架在35kV送电线路上的应用[J].电力技术，1986（9）：70-71.

[4] 陈晓延.10 kV瓷横担与针式瓷瓶的比较和运用[J].广西电力，2005（6）：85-87.

[5] 张弦，，陈荣锋.10 kV配电网绝缘子雷电冲击伏秒特性研究[J].电气应用，2015（13）：60-63.

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