郑为凑 罗莹莹 刘积丁 马威威 陈海燕
国网宁德供电公司，福建 宁德 352100
摘要：输由于输电线路绝缘子钢帽形状各不相同，导致不同型号绝缘子更换作业需配备型号众多的闭式卡具，既不经济，选用也较麻烦。鉴于现有技术的不足，本文提供一可调节自适应通用闭式卡及工作方法，可在卡具内装换不同型号的内芯具，不仅结构设计合理，而且避免了传统闭式卡具的弊端，提高装置的通用性。
关键词：绝缘子；可调节；自适应通用闭式卡
1 引言
输电线路因雷击、自爆、劣化引起的绝缘子更换是一项常规性的带电作业工作，更换单片绝缘子通常采用闭式卡。由于绝缘子厂家生产的不同吨位的绝缘子钢帽形状各不相同，大小不一，同一型号不同批次的绝缘子钢帽都有差异。导致更换绝缘子所需的闭式卡具也不一样，不能通用，需购置配备的卡具种类、数量繁多，导致更换绝缘子时存在现场工具与绝缘子钢帽不匹配，无法更换或更换时存在一定的风险。
通常不同吨位的绝缘子钢帽形状有差异，甚至一种吨位的绝缘子不同厂家的绝缘子钢帽大小也有轻微的差异，现有的闭式卡只能针对一种型号的绝缘子，无法实现通用。为了配合输电线路绝缘子检修，运维人员需储备型号不同的闭式卡，导致了大量物资浪费。且检修作业时，现场人员需配置特定型号的闭式卡，为检修人员带来了困扰。
2. 可调节自适应通用闭式卡设计
2.1 设计方案选择
为了减小绝缘子更换过程中劳动强度和安全风险，新型闭式卡的研制可不受绝缘子串挂点结构的限制，可适用于任何串型的绝缘子带电更换，以下设计了两种结构方案：方案一：芯具外壳一体式。芯具与外壳固定，将主体分成4-6片，采用铰接方式调节闭式卡具内胆的大小。该结构方案铰链设计复杂，影响闭式卡结构强度，且每片主体间配合难度大，难以保证保证闭式卡与钢帽接触面受力均匀。
方案二：芯具外壳分离式。加工多套与不同型号绝缘子钢帽相配的芯具，通过螺栓与外壳相连。该结构方案需加工多型号芯具，整个装置配套重量较重。
为了闭式卡具的可操作性，采用方案二。
2.2可调节自适应通用闭式卡的研制
可调节自适应通用闭式卡鉴于传统的闭式卡仅能用于特定规格型号使用的缺陷进行了结构改进，闭式卡具整体结构如图2.1所示。可调节自适应通用闭式卡的重点在于上下卡座的研制，研制结构如图2.2所示，新型闭式卡在传统的闭式卡抱箍座和抱箍盖内腔增设了通用模具座结构，且通用模具座内侧开设有通过径向尺寸的定位槽，不同规格型号大小的绝缘子钢帽对应安装于不同得定位槽中，实现通用安装固定；此外，通用模具座外壁和通用模具座内壁之间设置有压缩弹簧和沉头螺钉，压缩弹簧的设计使得通用模具座与抱箍座和抱箍盖内壁之间为弹压式固定，对于不同厂家生产的同规格绝缘子钢帽存在微小尺寸差异时，即可通过压缩弹簧的弹压作用消除间隙，实现吻合安装固定。
图2.1 整体结构示意图 图2.2 上/下卡座结构示意图
其中：1-上卡座，2-下卡座，3-U形夹块，4-调距螺管，5-调距螺管，6-抱箍座，7-抱箍盖，8-销钉，9-开口槽螺栓，10-模具座
2.3 新型闭式卡操作安装方法
通过打开开口槽螺栓后将上卡座和下卡座分别扣接与所需连接的上下两个绝缘子钢帽的外侧，令绝缘子钢帽的外壁凸环结构卡入对应大小的定位槽中，再利用开口槽螺栓扣合抱紧，接着同步旋转两侧的调距螺管，带动上下两侧的调距螺杆相互靠拢，直至将上下两侧的绝缘子撑紧固定.
2.4 可调节自适应闭式卡的受力分析
根据电力行业标准《DL/T 463-2006D带电作业绝缘子卡具》的推荐，可调节自适应通用闭式卡的外壳采用LC4铝合金，芯具采用40Cr。为了适应多种型号的绝缘子，可调式闭式卡具必须满足210kN设计的荷重要求，电力行业标准《DL/T 463-2006D带电作业绝缘子卡具》中规定，210kN额度荷重达到60kN，静态试验荷重150kN，动态试验荷重90kN。
2.4.1 锁紧螺栓强度计算
由于外壳是固定式，芯具与外壳采用螺栓链接，因此对螺栓进行受力分析：
螺栓端头为 圆钢，材质为40Cr，最大剪切应力为，则受到的最大剪切力为：
每根螺栓所受的最大剪切力为201kN。
2.4.2静态荷重试验
将闭式卡按实际工作状况布置，两端拉力加至150 kN，持续8分钟后卸载，各零件无变形、损伤等。
2.4.3 动态荷重试验
将闭式卡按实际工作状况布置，两端拉力加至90kN后卸载，反复操作5次，各零件无变形、损伤等。
3 使用效果分析
为了验证本新型闭式卡具的有效性，现场检查其实施效果，具体如下：
图3 装置整体图
对不同类型、不同电压等级规格的绝缘子更换成功率进行统计，统计结果如下表所示：
表1 可调节闭式卡具更换成功率统计
从表中可以看出，可调节自适应通用闭式卡可成功更换210kN以下的玻璃和瓷质绝缘子，改善了过去因绝缘子类型不同而必须使用不同闭式卡具的弊病，避免了作业人员因对现场绝缘子吨位不了解，导致配备的工器具无法正常使用，而造成工作开展受阻带来的巨大经济损失，有效地提高了工作质量。
4 总结
可调节自适应通用闭式卡通过更换相应的芯具，可实现对210kN以下的瓷质和玻璃绝缘子的更换，改变了每种绝缘子需专门制作一套卡具的现状，使用方便，适用性强，具有广阔的市场发展前景，极具推广价值。
参 考 文 献
[1]杨学全．带电作业专用金属卡具的研制．2008年云南电力技术论坛，2008：228-229．
[2]付斌,杨莹,吴向东,刘正云.运用在带电作业中的可调式绝缘子闭式卡[J].湖北电力,2014,38(02):38-39+43.
[3]郝旭东，马进，牟锡耀．新型多用闭式卡具研制及试验[J]．华北电力技术，2003(7)：2-4．
[4] 常伟，何易桓. 多功能闭式卡的研制及应用[J]. 电力与资源，2013：78-79.
备注：本文是国网福建省电力有限公司科技项目（项目编号：52139020006A）成果