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【摘要】：带电作业技术应用是保证电网安全经济运行、供电可靠性和设备完好率的主要手段。近年来，国家电网公司要求大力开展带电作业，以“能带不停”为原则，夯实设备管理，提高设备健康水平。750千伏线路带电作业作为新一电压等级带电作业，无成熟工器具应用经验且作业次数少，造成作业劳动强度大，作业时间长。因作业时间越久，危险系数越大，不能充分保证作业人员安全及设备安全，因此通过改进带电作业工器具降低作业时间，提高工作效率很有必要。
【关键词】：750kV带电作业悬垂串导线端卡具
一、问题的提出
750千伏带电作业金属工具材质为钛合金（TC4），虽是承受额定机械荷载后同比最轻材质，但与500千伏及以下带电作业金属工具相比约重1-1.5倍，与500千伏及以下带电作业工器具相比略显笨重，且在作业时，因工具活动裕度小，不够灵活，与金具连接必须严丝合缝才能安装固定。
以更换直线塔悬垂串为例，绝缘承力拉板与液压操作装置组装好起吊重量为35kg。因其重量大，地电位作业人员在将其与卡具连接时，操作困难极大。且直线塔更换悬垂单双串用翻版卡具，在拆除绝缘子串下端均压环，还需控制卡具与六线联板承力点位置一致，操作繁琐。以上分析得出，750千伏带电作业工器具笨重、不灵活，造成带电作业时间长、工作强度大。
（二）现状调查
对2012年-2013年模拟带电作业更换直线串安装卡具时间统计：
由调查表可以看出750千伏带电更换直线串安装导线端卡具时间平均需要29.5分钟，操作耗时，耗力，不符合带电作业工作性质，如何缩短安装时间是摆在我们面前的问题。
我们将各步骤分解计时，发现各步所需时间如下，并绘制了排列图：
从排列图可见，安装750千伏带电更换工器具工作，约75%的时间都花费在安装导线端卡具的工作上。
（三）提出选题方案
针对这种现状，提出了三种选题方案。
方案一：使用提线器提升导线。
结论：实施过程繁琐、费时费工，可实施性差，故不采用。
方案二：减少工器具，减少起吊高度，研究其他材质的导线端部卡具。
结论：实施过程繁琐、费时费工，故不采用。
方案三：更换卡具安装位置，进一步减轻工器具的重量
结论：从三方面考虑都可行，故采用。
二、确定课题
通过分析比较，我们认为利用导线端卡具受力的工作原理，研制一种新型导线端卡具是切实可行的，因此我们将课题设定为：750千伏带电更换直线串导线端卡具-悬垂串下卡的研制。
三、设定课题目标
（一）目标值的确定
750千伏更换直线串导线端卡具安装时间由29.5min缩短到8min。
（二）目标值分析
根据工作要求，改造前安装导线端卡具步骤繁琐，需拆开挂线联板处均压环、将均压环向下移动至不影响卡具安装的位置、将导线端卡具安装固定至碗头挂板处、与横担端工具进行最后连接安装时间平均为29.5min，实施后可优化工作流程，省掉拆除均压环、移动卡具等环节，结合上步的排列图计算出可省去21.5min，故我们将目标设定为8min。
四、提出并确定最佳方案
（一）步骤分解
（二）拟定方案
在拟定方案的过程中，针对导线端卡具技术性能和标准，从书籍、相关资料入手；另一方面，根据实际调查及大家提出的建议，并到上级主管部门征询意见，得出方案，并逐项进行分析和评估。
五、实施情况
实施效果一：
1、设计新型750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡的整体结构图，标注了尺寸，为实物加工成品提供了理论和数据依据。
2、直线悬垂串导线端悬垂下卡可在不拆除均压环的情况下更换直线整串绝缘子，等电位作业人员很轻松就可以安装上卡具，而且此卡具重量轻、安装简单。减轻了运输难度、减少了作业时间、提高了工作效率，保证了安全距离。
实施效果二：
使用此卡具后，更换步骤简单，更换时间大约需要30分钟，等电位作业人员的需要操作的步骤减少了拆除均压环、二次起吊卡具，整个更换过程简单、省时、省力。满足设计要求。
六、卡具材料的选择
方案一：
方案二：
750千伏更换直线串导线端卡具悬垂串下卡材料采用方案二的钛合金（TC4）满足机械强度等要求。
七、螺栓材料的选择
钛合金的密度仅为钢的60%左右，但强度却高于钢，比强度（强度/密度）是现代工程金属结构材料中最高的。卡具螺栓材料采用钛合金TC4相关要求。
八、效果确认
（一）目标比对
使用新型750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡后，整个更换流程简化为三个步骤，即：安装卡具、更换绝缘子、拆除卡具。
（二）项目效果
1、经济效益分析
以一年内带电更换15串合成绝缘子为例计算，计算情况如下：
结论：带电作业时间的减少大大降低了人力物力的投入，提高效率、降低运行成本，进一步提高了供电可靠性、增加了售电量。
九、巩固措施
（一）追踪
适用于悬垂串脱串作业。它改变了传统的提线脱串作业方法，利用挂线联板进行脱串作业，比翻板卡重量减轻了近2∕3的重量。相比翻版卡它更具备小巧、灵活、轻便、便于安装等特点。经过试验，在安装作业过程中应用轻便、便于安装，为等电位作业人员节省了大量体力，为整体作业节约了工作时间。
（二）标准化措施
为了将750千伏带电更换直线串作业更加标准化，我们编制了《750千伏输电线路带电更换悬垂单串整串绝缘子标准化作业指导书》。
（三）试验报告
我们将研制的750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡拿到检测中心进行检测，外观检测、金属检测、机械试验等试验检测均合格。
【关键词】：750kV带电作业悬垂串导线端卡具
一、问题的提出
750千伏带电作业金属工具材质为钛合金（TC4），虽是承受额定机械荷载后同比最轻材质，但与500千伏及以下带电作业金属工具相比约重1-1.5倍，与500千伏及以下带电作业工器具相比略显笨重，且在作业时，因工具活动裕度小，不够灵活，与金具连接必须严丝合缝才能安装固定。
以更换直线塔悬垂串为例，绝缘承力拉板与液压操作装置组装好起吊重量为35kg。因其重量大，地电位作业人员在将其与卡具连接时，操作困难极大。且直线塔更换悬垂单双串用翻版卡具，在拆除绝缘子串下端均压环，还需控制卡具与六线联板承力点位置一致，操作繁琐。以上分析得出，750千伏带电作业工器具笨重、不灵活，造成带电作业时间长、工作强度大。
（二）现状调查
对2012年-2013年模拟带电作业更换直线串安装卡具时间统计：
由调查表可以看出750千伏带电更换直线串安装导线端卡具时间平均需要29.5分钟，操作耗时，耗力，不符合带电作业工作性质，如何缩短安装时间是摆在我们面前的问题。
我们将各步骤分解计时，发现各步所需时间如下，并绘制了排列图：
从排列图可见，安装750千伏带电更换工器具工作，约75%的时间都花费在安装导线端卡具的工作上。
（三）提出选题方案
针对这种现状，提出了三种选题方案。
方案一：使用提线器提升导线。
结论：实施过程繁琐、费时费工，可实施性差，故不采用。
方案二：减少工器具，减少起吊高度，研究其他材质的导线端部卡具。
结论：实施过程繁琐、费时费工，故不采用。
方案三：更换卡具安装位置，进一步减轻工器具的重量
结论：从三方面考虑都可行，故采用。
二、确定课题
通过分析比较，我们认为利用导线端卡具受力的工作原理，研制一种新型导线端卡具是切实可行的，因此我们将课题设定为：750千伏带电更换直线串导线端卡具-悬垂串下卡的研制。
三、设定课题目标
（一）目标值的确定
750千伏更换直线串导线端卡具安装时间由29.5min缩短到8min。
（二）目标值分析
根据工作要求，改造前安装导线端卡具步骤繁琐，需拆开挂线联板处均压环、将均压环向下移动至不影响卡具安装的位置、将导线端卡具安装固定至碗头挂板处、与横担端工具进行最后连接安装时间平均为29.5min，实施后可优化工作流程，省掉拆除均压环、移动卡具等环节，结合上步的排列图计算出可省去21.5min，故我们将目标设定为8min。
四、提出并确定最佳方案
（一）步骤分解
（二）拟定方案
在拟定方案的过程中，针对导线端卡具技术性能和标准，从书籍、相关资料入手；另一方面，根据实际调查及大家提出的建议，并到上级主管部门征询意见，得出方案，并逐项进行分析和评估。
五、实施情况
实施效果一：
1、设计新型750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡的整体结构图，标注了尺寸，为实物加工成品提供了理论和数据依据。
2、直线悬垂串导线端悬垂下卡可在不拆除均压环的情况下更换直线整串绝缘子，等电位作业人员很轻松就可以安装上卡具，而且此卡具重量轻、安装简单。减轻了运输难度、减少了作业时间、提高了工作效率，保证了安全距离。
实施效果二：
使用此卡具后，更换步骤简单，更换时间大约需要30分钟，等电位作业人员的需要操作的步骤减少了拆除均压环、二次起吊卡具，整个更换过程简单、省时、省力。满足设计要求。
六、卡具材料的选择
方案一：
方案二：
750千伏更换直线串导线端卡具悬垂串下卡材料采用方案二的钛合金（TC4）满足机械强度等要求。
七、螺栓材料的选择
钛合金的密度仅为钢的60%左右，但强度却高于钢，比强度（强度/密度）是现代工程金属结构材料中最高的。卡具螺栓材料采用钛合金TC4相关要求。
八、效果确认
（一）目标比对
使用新型750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡后，整个更换流程简化为三个步骤，即：安装卡具、更换绝缘子、拆除卡具。
（二）项目效果
1、经济效益分析
以一年内带电更换15串合成绝缘子为例计算，计算情况如下：
结论：带电作业时间的减少大大降低了人力物力的投入，提高效率、降低运行成本，进一步提高了供电可靠性、增加了售电量。
九、巩固措施
（一）追踪
适用于悬垂串脱串作业。它改变了传统的提线脱串作业方法，利用挂线联板进行脱串作业，比翻板卡重量减轻了近2∕3的重量。相比翻版卡它更具备小巧、灵活、轻便、便于安装等特点。经过试验，在安装作业过程中应用轻便、便于安装，为等电位作业人员节省了大量体力，为整体作业节约了工作时间。
（二）标准化措施
为了将750千伏带电更换直线串作业更加标准化，我们编制了《750千伏输电线路带电更换悬垂单串整串绝缘子标准化作业指导书》。
（三）试验报告
我们将研制的750kV直线串导线端卡具悬垂串下卡拿到检测中心进行检测，外观检测、金属检测、机械试验等试验检测均合格。