±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒的制作方法

本实用新型涉及一种特高压线路带电维护工具，尤其涉及一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒。

背景技术：

在特高压线路的带电作业技术研究方面，国外日本、俄罗斯等国家依托本国高压工程实际开展了一定的研究。日本的带电作业已逐步向机械化、自动化方向发展，不少电力单位还开展了直升飞机带电检修作业项目。俄罗斯对于 330kV～750kV输电线路的带电作业已发展了一套完整、合理的操作方法，并配有现代的装备及易于使用的工具，在带电作业安全防护方面的研究也做得比较成熟。然而，由于各种原因，这些国家的电网后来都没有在设计的特高压电压下运行，因而国外对于特高压交流输电线路的带电作业技术的研究没有经过长期的生产实践的检验，研究的成果距今也已经有相当长的时间。同时，尚未见国外关于软质绝缘工具研究和应用的报道。

在我国开展带电作业以来，最初采用干的木棒作为主绝缘工具，后发展为环氧树脂玻璃钢作为主绝缘材料，但随着带电作业事业的不断发展，高性能的高分子纤维绳等软质绝缘材料获得了广泛应用，成为带电作业工具研发的重要关键材料。软质绝缘工具以有机材料为主，现在主要有尼龙、蚕丝、涤纶、锦纶等改性或改良材料，它们均具有较好的绝缘性能和一定机械强度，但抗潮性能不佳，在潮湿状态下或下雨状态下电气性能急剧下降直至闪络、击穿 ,直接危及带电作业人员的人身安全和设备安全。±1100千伏昌吉-古泉线特高压直流输电线路是世界上最高电压等级的首条直流特高压输电线路，目前尚无带电作业方法及工器具相关研究。

PBO纤维（化学名称为聚对苯撑苯并二恶唑，英文名Poly-p-phenylene benzobisoxazazole）的抗拉强度及弹性模量被认为是直链高分子聚合物的极限模量，并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，极限氧指数为68，在火焰中不燃烧、不收缩，在受冲击时，纤维可大量原纤化而吸收大量的冲击能，PBO 纤维的热分解温度高达 650℃，被认为是目前热稳定性最高的有机纤维。

我公司针对提高PBO纤维的憎水性能或防潮性能开展一系列研究，研发出一套对PBO纤维的表面活化、防潮处理的工艺方法，并通过不断优化调整，实用新型了一种针对±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒并应用于±1100千伏昌吉-古泉线特高压直流输电线路，防潮性能优越。另外设计出了配套的防割连接头，结构简单实用且强度更高。

授权公告号为CN 205141518 U的中国专利文献公布了一种特高压高强防雨绝缘拉棒，绝缘芯管的一端与双孔单耳连接头相连，绝缘芯管内填充泡沫，绝缘芯管外壁置有HTV 佳炼胶套体， HTV 混炼胶套体通过稠合剂与绝缘芯管进行连接，绝缘芯管的另一端与双孔双耳连接头相连，双孔单耳连接头、双孔双耳连接头与绝缘芯管通过压接的方式进行连接。本实用新型是一种安全可靠、机械强度高、荷载能力大、防雨防潮的特高压高强防雨绝缘拉棒。该特高压高强防雨绝缘拉棒使用方法简单可行，能够作为特高压输电线路绝缘于带电更换的工器具。该文献中绝缘拉棒为传统硬质绝缘拉棒，由于在特高压等级下的硬质绝缘拉棒本体长度将达到10米或者更长，不利于运输，且随着长度的增加，硬质拉棒的强度会降低。

授权公告号为CN 203193180 U的中国专利文献公布了一种特高压带电作业用绝缘软拉棒，包括拉棒本体，所述拉棒本体两端分别连接有一个端头，所述拉棒本体至少由两根软质纤维绞合而成，所述拉棒本体外层设有外复绝缘保护层。本实用新型通过采用软质纤维制造拉棒本体，这样本拉棒可根据需要进行盘绕，便于运输且重量轻、抗拉强度高:同时，所述拉棒本体外层加设的外复绝缘保护层使本拉棒具备了更好的绝缘性能，也保护了软质纤维。适用于输电线路的检修。但是该实用新型中对软质纤维的处理工艺复杂，费时费力，处理后的软质纤维防潮性能仍不满足超高压直流输电线路的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒，重量轻、抗拉强度高、运输方便，且该实用新型的防潮性能优越，使用操作方法简便安全。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒，包括承力芯棒、护套和防割连接头，所述承力芯棒和所述护套均为PBO纤维编织而成，所述PBO纤维经过防潮处理，所述承力芯棒的外部套设护套，所述承力芯棒的两端设置绳套，所述防割连接头包括滑轮、连接片、防脱螺栓和连接螺栓，所述连接片的形状为长方形，两端分别设置滑轮轴孔和连接螺孔，中部设置防脱轴孔，所述滑轮上设置绳槽，滑轮通过滑轮螺杆、螺帽和滑轮轴孔安装在两个连接片之间，所述防脱螺栓安装在防脱轴孔内，所述连接螺栓安装在连接螺孔内，所述绳套套在所述滑轮上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述防割连接头的组件均为高强度钛合金材料制成。

作为本实用新型的一种优选结构，所述连接片的两端为半圆弧形，所述连接片的各棱角处均做圆角处理。

作为本实用新型的一种优选结构，所述防脱螺栓与所述滑轮的绳槽底部之间的距离大于承力拉棒和护套的直径。

本实用新型中所述PBO纤维防潮性能的处理工艺如下：

1）C8防水剂和PBO纤维加水后经130度煮30分钟；

2）将PBO纤维捞出后自然晾干，然后放置烘箱170度烘干1小时；

3）PBO纤维编制成承力芯棒和护套后，放置烘箱140度再次烘干30分钟。

进一步，承力芯棒的直径为25-30mm，比重是0.8-0.9kg/米，破断拉力大于500KN。

进一步，所述承力芯棒为8股，所述绳套通过插接方法编制，插接方法为八股化纤插接琵琶头的编法。

进一步，承力芯棒和护套两端分别通过固定卡形成绳套。

一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒的使用方法，包括如下步骤：

1）组装工具：

a.在横担上提线位置组装横担侧卡具，将导线提线器安装牢固并确定无误。

b.通过滑车绳索等辅助工具将带有液压丝杠的软质绝缘拉棒吊装于铁塔上，软质绝缘拉棒上下端分别连接在横担侧卡具和导线提线器安装孔上。

2）操作步骤:

a. 收紧液压丝杠，将绝缘子水平荷载转移到拉棒上，使绝缘子松弛；

b. 摘取弹簧销；

c．更换绝缘子；

d.更换完毕后，放松液压丝杠，使载荷转移到绝缘子上，此时拉棒不受力；

e. 依次拆除拉棒、提线器、卡具，步骤与组装步骤相反。

本实用新型的有益效果是：

1、该软质绝缘拉棒采用改性PBO纤维制成，具有重量轻、结构简单、操作简单等特点，中间无金属接头，满足带电作业对绝缘有效长度的保证，可以更好地优化特高压铁塔设计。

2、软质绝缘拉棒具有可以缠绕的特性，便于运输，既节省了作业时间，减少了人员的劳动强度又减轻了工具的重量，降低了作业风险，提高工作的安全性。

3、本实用新型由承力芯棒、护套和防割连接头构成，具有专用部件少，容易组合、方便携带、使用简单、重量轻等优点，使用安全系数高。

4、本实用新型结构简单，操作方法快捷安全，缩短作业时间，提高工作效率。

5、本实用新型所用PBO纤维经防潮工艺改性处理，防潮性能优越，大大提高绝缘拉棒的稳定性和安全性。

6、所述防割连接头的组件均为高强度钛合金材料制成，质量更轻，抗拉强度更高。

7、所述防脱螺栓安装在防脱轴孔内，所述连接片中部设置防脱轴孔，防脱螺栓与所述滑轮的绳槽底部之间的距离大于绳套上承力拉棒和护套的直径，绳套套在滑轮上，防脱螺栓对绳套起到限位固定作用，避免绳套和滑轮脱离，使用安全，安装方便。

8、所述连接片的两端为半圆弧形，所述连接片的各棱角处均做圆角处理，避免连接片割伤护套和承力芯棒。

9、PBO纤维防潮处理工艺优化，大大缩短工艺时间，显著提高成品的防潮性能。

10、本实用新型结构简单、安装使用方便、安全，大大提高工作效率，降低工人劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的主要结构示意图；

图2为本实用新型实施例一A-A剖面示意图；

图3为本实用新型防割连接头示意图；

图4为本实用新型实施例二绳套示意图；

图5为本实用新型实施例三张力传感器示意图；

图中标号：1-承力芯棒,2-护套，3-防割连接头，4-绳套，5-滑轮，6-连接片，7-防脱螺栓，8-连接螺栓，9-绳槽,10-滑轮螺杆，11-固定卡，12-张力传感器，13-蜂鸣器，14-报警指示灯，15-导线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1-3所示，一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒，包括承力芯棒1、护套2和防割连接头3，所述承力芯棒1和所述护套2均为PBO纤维编织而成，所述PBO纤维经过防潮处理，所述承力芯棒1的外部紧紧套设一层护套2，所述承力芯棒1为编织八股缆绳结构，承力芯棒1的直径为30mm，承力芯棒1外部为一层PBO纤维编织护套2，承力芯棒1和护套2总的直径为32mm，比重是0.88kg/m，破断拉力为1000kN，极限氧指数为68%。所述承力芯棒1的两端设置绳套4，所述绳套4通过插接方法编制，插接方法为八股化纤插接琵琶头的编法。

所述防割连接头3包括滑轮5、滑轮螺杆10、连接片6、防脱螺栓7和连接螺栓8，所述连接片6的形状为长方形，连接片6的两端为半圆弧形，所述连接片6的各棱角处均做圆角处理，避免连接片6割伤护套2和承力芯棒1。连接片6的两端分别设置滑轮轴孔和连接螺孔，中部设置防脱轴孔，所述滑轮上设置绳槽9，滑轮5通过滑轮螺杆10、螺帽和滑轮轴孔安装在两个连接片6之间，滑轮5与连接片6之间的间隙小于1毫米。绳套4套在滑轮5上且位于绳槽9内，所述防脱螺栓7安装在防脱轴孔内，防脱螺栓7与所述滑轮5的绳槽9底部之间的距离大于绳套4上承力拉棒1和护套2的直径，防脱螺栓7对绳套4起到限位固定作用，避免绳套4和滑轮5脱离，使用安全，安装方便。所述连接螺栓8安装在连接螺孔内，使用时通过连接螺栓8将防割连接头3固定在液压丝杠上。防割连接头3的组件均为高强度钛合金材料制成，重量轻，抗拉强度高，防割连接头3整体重量为2.5kg/个，每根软质绝缘拉棒配两个防割连接头3。

本实用新型中所述PBO纤维防潮性能的处理工艺如下：

1）C8防水剂与水按1:10比例混合后，将PBO纤维放入混合液中，在130摄氏度下煮30分钟。

2）将PBO纤维捞出后自然晾干，然后放置烘箱170度烘箱中烘干1小时；

3）PBO纤维编制成承力芯棒和护套后，放置烘箱140度再次烘干30分钟。

我公司对PBO纤维防潮处理工艺进行优化，工艺时间比传统方法缩短了一半以上，且处理后的PBO纤维防潮性能显著提高，在潮湿环境下的绝缘稳定性大大提高，使得带电更换绝缘子工作的安全性大大提高。

本实用新型主要用于更换±1100KV输电线路直线塔FXBZ-±1100/300-1、FXBZ-±1100/420-1等绝缘子。

使用时配套工具有横担侧卡具、液压丝杠和提线器等。

一种±1100kV特高压直流输电线路200kN级软质绝缘拉棒的使用方法，包括如下步骤：

1）组装工具：

a.在横担上提线位置组装横担侧卡具，将导线提线器安装牢固并确定无误。

b.通过滑车绳索等辅助工具将带有液压丝杠的软质绝缘拉棒吊装于铁塔上，软质绝缘拉棒上下端分别连接在横担侧卡具和导线提线器安装孔上。

2）操作步骤:

a. 收紧液压丝杠，将绝缘子水平荷载转移到拉棒上，使绝缘子松弛；

b. 摘取弹簧销；

c．更换绝缘子；

d.更换完毕后，放松液压丝杠，使载荷转移到绝缘子上，此时拉棒不受力；

e. 依次拆除拉棒、提线器、卡具，步骤与组装步骤相反。

本实用新型由承力芯棒、护套和防割连接头构成，具有专用部件少，容易组合、方便携带、使用简单、重量轻等优点，使用安全系数高。操作方法快捷安全，缩短作业时间，提高工作效率，降低工人劳动强度。

该实用新型中使用的软质绝缘拉棒采用改性PBO纤维制成，具有重量轻、结构简单、操作简单等特点，中间无金属接头，满足带电作业对绝缘有效长度的保证，可以更好地优化特高压铁塔设计。软质绝缘拉棒具有可以缠绕的特性，便于运输，既节省了作业时间，减少了人员的劳动强度又减轻了工具的重量，降低了作业风险。

实施例二

如图4所示，本实施例和实施例一的结构基本相同，其区别在于：所述承力芯棒1两端分别通过固定卡11形成绳套4，所述固定卡为8字形铝套。

实施例三

如图5所示，本实施例和实施例一的结构基本相同，其区别在于：所述承力芯棒1和护套2外侧设置张力传感器12，所述张力传感器12为旁压式张力传感器，量程为500kN，设置的超载报警值为300kN。所述张力传感器通过导线15外接电源和手持控制器，所述张力传感器上设置有蜂鸣器13和报警指示灯14，当所述软质绝缘拉棒的受力值大于300kN时，所述张力传感器12上的蜂鸣器13和报警指示灯14发出声光报警，提示工作人员超载，及时中止作业或进行有效调整，防止发生事故。

实施例四

本实施例和实施例一基本相同，其区别在于：C8防水剂与水按1:10比例混合后，混合液加入稀醋酸，且将混合液的稀醋酸浓度调整为0.5ml/L，然后将PBO纤维放入混合液中在130摄氏度下煮20分钟。

防水剂在弱酸性条件下更稳定，使PBO纤维更易处理，且防水效果更持久。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。