CN103175998B - 一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔 - Google Patents

Abstract

一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔，试验塔体采用框架结构，两支柱（3）底端采用预埋地脚螺栓（1）与混凝土浇筑的基础（2）相固定，在支柱（3）顶端固定横担（5）中央设置两台带自锁功能的同步电动葫芦（8），分别通过两支柱（3）内侧靠近顶端的固定滑轮（12）用钢丝绳（10）与固定横担（5）下方的移动横担（6）两端连接，移动横担（6）与两支柱（3）内侧设置的固定导轨（4）组成导轨副（7）。本发明组装方便，可用于单串绝缘子高压性能的检测，亦可用于检测多相绝缘子之间电气性能的相互影响。

Description

一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔

技术领域

本发明涉及电力***高压电气领域，特别是涉及输电线路金具、绝缘子串等输电设备高压性能检测试验装置结构领域。

背景技术

高压输电线路是电力***的重要组成部分，输电线路的安全稳定运行直接决定了电力***的安全稳定性和供电的可靠性。绝缘子串、线路金具等输电设备及避雷器、互感器等保护设备和二次设备的运行性能及抗外界干扰性能是保障输电线路安全稳定运行的基础，特别是绝缘子串承担着线路对地及对其他物体之间的绝缘，是输电线路最基本的设备。不同结构尺寸、不同材料及位于不同环境运行的绝缘子串其绝缘性能不同，绝缘子串配合线路其他金具后的绝缘性能也会发生变化，为了保证绝缘子串挂网后的实际运行性能和抗外界干扰性能，通常需要对绝缘子串或者绝缘子串配合其他金具后的工频耐受电压和工频闪络电压(针对交流线路用绝缘子串)、直流耐受电压和直流闪络电压(针对直流线路用绝缘子串)以及雷电冲击过电压、操作冲击过电压等特性进行一系列的高压电气性能检测试验。

通常上述电气性能检测试验在真型塔上进行，但真型塔建设成本高、施工周期长，体积庞大笨重，占地多，且一旦建成一种塔型则不易改装建造成其他塔型，从而不能进行绝缘子串或绝缘子串配合其他金具在不同布局形式下的电气性能检测试验，杆塔利用率不高；另一方面，在真型塔进行上述试验时，悬挂、更换及调节试品绝缘子串需要高空作业，不仅增加了作业人员的风险，且不便于操作，费时费力，所需配合人员增多，工作效率低。因此有必要提出一种能够有效解决上述在真型塔进行电气性能检测时固有缺点的便捷式试验杆塔。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决了线路绝缘子串或绝缘子串配合其他金具等设备在进行各种高压电气性能检测试验需要真型塔，而真型塔建设施工周期长、成本高，试验时不便于悬挂、更换及调节试品绝缘子串，需要进行高空作业，效率低、风险大等问题。

本发明提供了一种能够用于绝缘子串或绝缘子串配合其他金具等设备进行上述高压电气性能检测试验的便捷式杆塔，该试验杆塔组装方便，建设施工周期短、成本低、占地少，小巧实用，利用该试验杆塔，避免了在悬挂、更换及调节试品绝缘子串时的高空作业，且可以进行绝缘子串或绝缘子串配合其他金具在不同布局形式下的高压电气性能检测试验，大大提高了杆塔利用率，同时减少了作业人数，提高了工作效率。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔，本发明特征在于，试验塔体采用框架结构，两支柱与其顶端的固定横担通过连接法兰固定，两支柱底端采用预埋地脚螺栓与混凝土浇筑的基础相固定，在支柱顶端固定横担中央设置两台带自锁功能的同步电动葫芦，分别通过两支柱内侧靠近顶端的固定滑轮用钢丝绳与固定横担下方的移动横担两端连接，移动横担与两支柱内侧设置的固定导轨组成导轨副。

移动横担沿固定导轨能够在垂直平面内上下自由滑动，带动与移动横担相连的试品绝缘子串上下移动，从而升降试品绝缘子串，调节试品绝缘子串对地高度。

本发明支柱顶端固定横担中央具有自锁功能的同步电动葫芦可以保证固定横担下方的移动横担沿固定导轨平稳的升降，当移动横担升降到指定高度时电动葫芦断电自锁，移动横担与试品绝缘子串固定在一定离地高度上。

本发明电动葫芦钢丝绳与移动横担通过电气隔离绝缘子连接，保证了进行高压试验时电动葫芦（8）与高电压之间可靠的电气隔离。

本发明悬挂试品绝缘子串的连接杆可灵活拆卸安装在移动横担上，用于调节试品绝缘子串的布局及试品绝缘子串之间或试品绝缘子串与支柱之间的电气间隙。

本发明固定横担上面电动葫芦保护罩的两侧各凿出一圆孔引出钢丝绳，以保护电动葫芦。

本发明在进行高压电气性能检测试验时的基本步骤如下：

(1)遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面往移动横担上安装试品绝缘子串的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(2)根据试验内容和试验方案，按照试品绝缘子串布置型式及各种电气间隙，确定移动横担上连接杆的位置及长度并做好固定，悬挂好试品绝缘子串，连接好高压引线和地线等；

(3)遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳上升，直至试验要求的试品绝缘子串离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担和试品绝缘子串固定；

(4)根据试验安排进行高压电气性能检测试验；

(5)本次试验完成后，再次遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面更换或调节试品绝缘子串的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(6)根据试验内容和试验方案，在地面更换或调节试品绝缘子串，重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)直至试验全部完成；

(7)试验全部完成后，遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面拆除试品绝缘子串的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(8)拆除试品绝缘子串，遥控操作同步电动葫芦，使移动横担下降至地面，使钢丝绳不受力。

本发明的优点是：结构新颖、构思巧妙、便于实施，成本低、风险小、效率高。具体来讲具有以下优点：

(1)遥控操作同步电动葫芦来控制移动横担在固定导轨上做垂直平面内的上下自由滑动，进而控制试品绝缘子串不同的离地高度，避免了高空作业，降低了作业风险，同时提高了工作效率。通常在进行高压电气性能检测试验时需多次悬挂、更换及调节试品绝缘子串，在真型塔上操作时需要高空作业车进行配合，作业人员多，工作效率低下且高空作业时存在作业人员从高空坠落的风险。本便捷式试验杆塔在悬挂、更换及调节试品绝缘子串时只需遥控操作同步电动葫芦使移动横担下降至便于人工操作的高度进行，无需高空作业，避免了高空作业风险，且需要的作业人员少，同时提高了工作效率。

(2)建设成本低，施工周期短。一般电气性能检测试验用真型塔多采用型钢经螺栓连接或者焊接起来的空间桁架结构，施工工艺复杂、钢材笨重运输不便，且真型塔所需钢材较多，造价高，铁塔的建设周期也长。本便捷式试验杆塔采用框架结构、分段组装形式，生产厂家在车间根据设计图纸首先生产出试验塔所需各组装段、连接法兰盘及导轨、连接件等，与此同时可进行支柱基础的带预埋地脚螺栓混凝土的浇筑施工和具有自锁功能的同步电动葫芦的准备。上述准备工作完成以后即可以在现场通过法兰盘将试验塔组装起来，施工工艺简单，且试验塔的主体是由高强度硬铝合金制成的杆塔段，轻巧便于运输，在相同试验要求的前提下所需塔材较铁塔少，降低了成本，同时也缩短了建设周期。

(3)移动横担上用于连接试品绝缘子串的连接杆拆装方便，可调节试品绝缘子串的布局及试品之间或试品与支柱之间的电气间隙，因此可满足各类高压电气性能检测试验对不同间隙距离的要求。

附图说明

图1是本发明用于输电线路三相绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔结构示意图；

图2是本发明用于输电线路三相绝缘子串配合招弧角的高压性能检测图。

图中：1、地脚螺栓；2、支柱基础；3、硬铝合金分段组装支柱；4、铸铁固定导轨；5、硬铝合金分段组装固定横担；6、硬铝合金分段组装移动横担；7、导轨副接触部分局部放大俯视图；8、具有自锁功能的同步电动葫芦；9、电动葫芦保护罩；10、电动葫芦钢丝绳；11、电动葫芦电气隔离绝缘子；12、定滑轮；13、连接法兰；14、连接杆；15、试品绝缘子串；16、招弧角上下电极；17、模拟导线。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔，本发明特征在于，试验塔体采用框架结构，两支柱3与其顶端的固定横担5通过连接法兰13固定，两支柱3底端采用预埋地脚螺栓1与混凝土浇筑的基础2相固定，在支柱3顶端固定横担5中央设置两台带自锁功能的同步电动葫芦8，分别通过两支柱3内侧靠近顶端的固定滑轮12用钢丝绳10与固定横担5下方的移动横担6两端连接，移动横担6与两支柱3内侧设置的固定导轨4组成导轨副7。

移动横担6沿固定导轨4能够在垂直平面内上下自由滑动，带动与移动横担6相连的试品绝缘子串15上下移动，从而升降试品绝缘子串15，调节试品绝缘子串15对地高度。

本发明支柱3顶端固定横担5中央具有自锁功能的同步电动葫芦8可以保证固定横担5下方的移动横担6沿固定导轨4平稳的升降，当移动横担6升降到指定高度时电动葫芦8断电自锁，移动横担6与试品绝缘子串15固定在一定离地高度上。

本发明电动葫芦钢丝绳10与移动横担6通过电气隔离绝缘子11连接，保证了进行高压试验时电动葫芦8与高电压之间可靠的电气隔离。

本发明悬挂试品绝缘子串15的连接杆14可灵活拆卸安装在移动横担6上，用于调节试品绝缘子串15的布局及试品绝缘子串15之间或试品绝缘子串15与支柱3之间的电气间隙。

本发明固定横担5上面电动葫芦保护罩9的两侧各凿出一圆孔引出钢丝绳10，以保护电动葫芦。

如图1、图2所示，本发明整体上由基础、支柱、固定横担、移动横担、导轨副及具有自锁功能的同步电动葫芦六大部分组成，其中支柱、固定横担、移动横担采用硬铝合金由生产厂家在车间分标准段加工制作，包括连接用的连接法兰、连接杆及地脚螺栓、各种连接螺钉等。本试验塔所用导轨副其中固定导轨(垂直放置导轨)采用较硬的耐磨铸铁加工，动导轨(水平放置导轨)由移动横担和硬铝合金导轨头两部分组成，导轨头表面喷涂一层耐磨涂层，导轨头和移动横担通过二通法兰可靠连接共同组成动导轨。

在上述准备工作完成以后将试验杆塔所需全部零部件运抵现场即可开始试验杆塔的组建施工，试验杆塔组建施工的基本步骤有：

(1)在地面将各杆塔段组装成支柱、固定横担和移动横档；

(2)通过法兰盘将支柱和固定横担连接起来，在固定横担中央配置、调试好同步电动葫芦，同时在两支柱内侧安装好固定导轨；

(3)利用吊车将地面组装好的试验杆塔吊至浇筑好的混凝土支柱基础所在位置，并保持试验杆塔与基础垂直；

(4)将两支柱塔脚固定在混凝土基础中的预埋地脚螺栓上(此处若对杆塔的稳定性有特殊要求，则还可以分别在两支柱顶端引四根拉线，将其固定在地面上)；

(5)将导轨头和移动横担通过法兰盘连接起来，利用吊车将移动横担运至已固定好的杆塔塔脚位置处；

(6)将同步电动葫芦通过电气隔离绝缘子用钢丝绳分别与移动横档的两端相连，将移动横担两端的导轨头与固定导轨对齐；

(7)遥控操作同步电动葫芦将移动横担沿固定导轨吊起，至此便携式试验杆塔组建施工完成。

作为一个实施例，利用本发明所发明的试验用便携式杆塔对220kV复合绝缘子串配合招弧角的雷电冲击U_50%放电特性进行试验，如图2所示，其中试品由复合绝缘子串、招弧角及模拟导线组成。由于不同绝缘子串长、不同招弧角尺寸下的雷电冲击特性不同，因此试验需要频繁更换试品绝缘子串和招弧角。

根据相关试验规程，雷电冲击U_50%放电特性通过升降法获取，试验步骤主要是：首先选取约为预期U_50%的10%作为电压级差ΔU，选取接近于50%闪络电压的一个电压作为起始电压并加压，若不发生闪络，则电压增加ΔU，反之，则下一次试验时电压降低ΔU；然后确定第一个有效的起始电压值，与前一次试验产生的效果不同的第一个试验选作为第一个“有效的”试验，只有这一次试验和随后至少9次试验才作为有效的试验，并用它们来确定50%闪络电压，50%闪络电压使用下式计算。

$U_{50\%}=\frac{\mathrm{\Σ}(n_i\×U_i)}{n}$

220kV复合绝缘子串配合招弧角的雷电冲击U_50%放电特性试验的主要步骤如下：

(1)遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面往移动横担上安装试品的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(2)根据试验方案，按照复合绝缘子串和招弧角的安装型式，确定移动横担上连接杆的位置及长度并做好固定，悬挂好复合绝缘子串和招弧角以及模拟导线等，同时连接好高压引线和地线等；

(3)遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳上升，直至试验要求的安全离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担和试品固定；

(4)根据雷电冲击放电特性U_50%的试验步骤开始试验，并做好记录；

(5)再次遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面操作试品的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(6)根据试验方案，在地面调节招弧角尺寸，重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)直至复合绝缘子串配合不同招弧角尺寸下的雷电冲击特性试验全部完成；

(7)试验全部完成后，遥控操作同步电动葫芦，使移动横担沿固定导轨平稳下降，直至便于人工在地面拆除试品的离地高度位置处断电，电动葫芦自锁，移动横担固定；

(8)拆除试品，遥控操作同步电动葫芦，使移动横担下降至地面，使钢丝绳不受力。

复合绝缘子串带并联间隙的雷电冲击放电特性U_50%的试验结果如下，其中招弧角上电极为棒形，下电极为球拍形。当招弧角间隙长度与复合绝缘子串结构高度的比值为0.80时其雷电冲击U_50%放电特性的试验结果如下表1，其雷电冲击放电特性U_50%为为953.86kV。

表1

Claims (1)

1.一种用于输电线路绝缘子串高压性能检测的便捷式试验杆塔，其特征在于，试验塔体采用框架结构，两支柱(3)底端采用预埋地脚螺栓(1)与混凝土浇筑的基础(2)相固定，支柱(3)顶端的固定横担(5)中央设置两台带自锁功能的同步电动葫芦(8)，两台电动葫芦分别通过两支柱(3)内侧靠近顶端的固定滑轮(12)用钢丝绳(10)与固定横担(5)下方的移动横担(6)两端连接，移动横担(6)与两支柱(3)内侧设置的固定导轨(4)组成导轨副(7)，悬挂试品绝缘子串(15)的连接杆(14)可灵活拆卸地安装在移动横担(6)上，钢丝绳(10)与移动横担(6)通过电气隔离绝缘子(11)连接。