CN105337215A - 一种更换接地极线路转角耐张金具的工具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种更换接地极线路转角耐张金具的工具及方法，包括前卡、后卡和紧线丝杆，所述前卡设置为两个挂环，所述挂环设置为“U”形，所述挂环一端与横担固定连接，所述后卡一端与三角联板连接，所述紧线丝杠设置在挂环和后卡之间，所述紧线丝杠包括推力轴承、手柄、丝杠、棘轮套管和轴承座，所述推力轴承与挂环另一端固定连接，所述手柄设置在丝杠中部，所述棘轮套管设置在丝杠和轴承座之间并套接在所述丝杠外，所述棘轮套管与轴承座固定连接，所述轴承座与后卡另一端固定连接，所述挂环、后卡和紧线丝杆均采用高强钢材料制成。本发明不仅通用性强、作业方法简便，而且极大的减轻了塔上带电作业人员的工作量，提高了作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力作业工具，特别涉及一种更换接地极线路转角耐张金具的工具及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，特高压直流输电技术以其能够满足远距离、大容量的供电需求而备受关注。常见的直流输电系统有两种运行方式：以单极运行方式和双极运行方式，其中单极运行方式又分金属回线方式和大地（或海水）作为回路的单极大地回路方式，在单极大地回路方式下运行，大地回路流过全部系统电流；双极线路在正常的情况下，大地回路只有不平衡电流流过（其值大约为额定电流的1%左右），但当一根导线或一组换流阀发生故障时，直流系统任可利用大地作为回路作单极运行，为了降低入地电流对换流站电力设备等的影响，接地极一般布置在远离换流站的位置，距离可达数十到上百公里。接地极线路即为连接换流站与接地极线路（一般为架空线路），其安全稳定运行对整个直流系统至关重要。
接地极线路由于其线路结构特点，从换流站至接地极址间的架空线路一般无法沿直线达到，需要蜿蜒避开其他线路走廊，因此转角塔使用较多，而转角塔的金具结构与其他类型的杆塔差异较大，因此尚无专门的工具对其金具进行更换。
公告号CN103500961A公开了一种带电更换耐张绝缘子串专用工具，包括两根平行设置的绝缘绳，所述绝缘绳前后两端分别连接前卡及后卡，所述前卡左右两端通过直线防扭丝杠与绝缘绳前端连接，所述后卡左右两端与绝缘绳后端连，两根绝缘绳之间在后卡前方设有中卡，所述中卡左右两端分别设有一根收紧丝杠与后卡连接，所述前卡后侧通过联接板与耐张绝缘子连接，所述后卡前侧通过联接板与耐张绝缘子连接，这种专用工具在更换绝缘子的过程中无法进行角度的调整，更无法避免金具和横担对工具的干涉，而且这种专用工具结构复杂，不方便工作人员进行更换操作。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种更换接地极线路转角耐张金具的工具及方法，不仅通用性强、作业方法简便、轻便灵活，而且极大的减轻了塔上带电作业人员的工作量，提高了作业效率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，包括前卡、后卡和紧线丝杆，所述前卡设置为两个挂环，所述挂环设置为“U”形，所述挂环一端与横担固定连接，所述后卡一端与三角联板连接，所述紧线丝杠设置在挂环和后卡之间，所述紧线丝杠包括推力轴承、手柄、丝杠、棘轮套管和轴承座，所述推力轴承与挂环另一端固定连接，所述手柄设置在丝杠中部，所述棘轮套管设置在丝杠和轴承座之间并套接在所述丝杠外，所述棘轮套管与轴承座固定连接，所述轴承座与后卡另一端固定连接，所述挂环、后卡和紧线丝杆均采用高强钢材料制成。
优选的，所述后卡设置为联板后卡，所述联板后卡通过直角挂板与三角联板固定连接。
优选的，所述后卡设置为弯钩后卡，所述弯钩后卡一端与轴承座固定连接，另一端与三角联板活动连接。
优选的，所述联板后卡两侧分别设置有用于与轴承座固定的第一安装孔，所述联板后卡中部设置有用于与直角挂板和三角联板固定的第二安装孔。
优选的，所述弯钩后卡一端设置有用于与轴承座固定的第三安装孔。
优选的，所述高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.12~0.20%，Si=1.60~1.85%，Mn=0.85~2.3%，Cr=1.85~3.12%，Ni=0.72~1.86%，Mo=0.32~0.86%，Ti=0.08~0.12%，Nb=0.04~0.08%，V=0.12~0.19%，B=0.001~0.0022%，Tm=3.6~4.8%，S=0.002~0.010%，其余为铁和不可避免的杂质。
优选的，所述高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行30~40min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌30~45min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于1800~2400℃冶炼35~50min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，860~910℃下锻造12~14道次，冷却速度为0.5~1℃/s的水冷降温至350~450℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到800~900℃，保温3~5h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到550~680℃，保温2~3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
一种更换接地极线路转角耐张金具的方法，包括以下步骤：
1）将前卡一端固定连接在横担的施工孔处，另一端与推力轴承固定连接，再将轴承座与后卡一端固定连接，后卡另一端与三角联板连接；
2）通过手柄适当收紧紧线丝杠并确保工具前后端受力均匀以及紧线丝杠行程合适；
3）收紧紧线丝杠使得线路转角耐张金具受力转移到更换工具上即可。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用了紧线丝杆与前、后卡的活动设计，使的紧线丝杆在受到导线水平荷载时能不同角度的发生偏转，保证紧线丝杆所受应力为径向，从而从多个角度达到安全作业的要求，避免金具和横担对更换工具的干涉与影响；本发明采用联板后卡和弯钩后卡两种后卡，在同时保证操作方便和安全可靠的前提下，可以满足不同角度不同类型耐张金具的更换需求，大大增加了更换工具的通用性和实用性；通过在联板后卡和弯钩后卡上加设的安装孔，能使联板后卡和弯钩后卡固定在轴承座和三角联板上，使得联板后卡和弯钩后卡与紧线丝杆以及三角联板形成一体，能有效防止后卡松脱，保证了施工安全；本发明中前卡、后卡和紧线丝杆均采用高强钢材料制成，以高强钢替代普通金属材料提高了工件性能。
2.本发明高强钢的原料中，C做为强化元素，固溶强化和通过低温回火后可以析出亚稳碳化物起到强化的目的；适量的Si可以溶入马氏体基体内，通过固溶强化提高钢的强度；Cr有利于提高钢的淬透性，并通过固溶强化提高钢的强度；Ti、Nb或B的添加能够有效提高钢的淬透性，使钢在经过淬火和回火后具有高的强度；Ni和V能够细化显微组织的尺寸，使晶粒变小，进一步提高钢的强韧度；Mo具有净化晶界、抑制回火脆性的作用，还可通过固溶强化提高钢的强度；稀土元素Tm可以用于脱氧，可防止氧对合金性能的危害，冶炼时可以以中间合金的形式加入；多道次锻造工艺细化了组织及晶粒，并通过中温回火工艺消除了组织内应力，有利于增加钢的强度。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明紧线丝杠的结构示意图；
图4为本发明弯钩后卡的结构示意图；
其中，1-挂环，2-紧线丝杠，3-横担，4-三角联板，5-联板后卡，6-直角挂板，7-第一安装孔，8-第二安装孔，9-弯钩后卡，10-第三安装孔，21-推力轴承，22-手柄，23-丝杠，24-棘轮套管，25-轴承座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
其中本发明高强钢的制备方法中，O、S为有害元素，在高强钢的冶炼过程中须严格控制它们的含量，冶炼过程中除了加入Mn、稀土元素Tm等脱氧元素外，还应严格控制入转炉的钢水或原料中的S含量，采用转炉冶炼或电炉冶炼兑入铁水时，优选使用经预处理脱硫的铁水，在控制入炉原料S的含量的同时，采用LF炉精炼以获得目标O、S含量的钢液。
实施例1
如图1和3所示，一种更换接地极线路转角耐张金具的工具及方法，包括前卡、后卡和紧线丝杆2，其中后卡设置为联板后卡5，其中前卡设置为两个“U”形挂环1，挂环1一端与横担3通过螺栓固定连接，联板后卡5通过设置的第二安装孔8与直角挂板6与三角联板4螺纹固定连接，通过在联板后卡5上加设第二安装孔8可以保证联板后卡5与紧线丝杆2以及三角联板4形成一体，能有效防止联板后卡5松脱，保证了施工安全。
紧线丝杠2设置在挂环1和联板后卡5之间，紧线丝杠2包括推力轴承21、手柄22、丝杠23、棘轮套管24和轴承座25，推力轴承21上设置有螺纹孔，通过螺栓固定与挂环1另一端连接，手柄22设置在丝杠23中部，棘轮套管24设置在丝杠23和轴承座25之间并套接在丝杠23外，棘轮套管24与轴承座25一端通过螺栓固定连接，轴承座25另一端设置有螺纹孔，通过螺栓固定联板后卡5上设置的第一安装孔7与联板后卡5固定连接。
挂环1、联板后卡5和紧线丝杆2均采用高强钢材料制成，紧线丝杆2与挂环1、联板后卡5的活动设计，使的紧线丝杆2在受到导线水平荷载时能不同角度的发生偏转，保证紧线丝杆2所受应力为径向，从而从多个角度达到安全作业的要求，避免金具和横担对更换工具的干涉与影响。
本实施例在使用时：
首先将挂环1通过螺栓固定连接在横担3的施工孔处，通过推力轴承21上设置有螺纹孔与挂环1螺栓固定连接，通过轴承座25上设置有螺纹孔与联板后卡5上设置的第一安装孔7螺栓固定连接，再将联板后卡5通过设置的第二安装孔8与直角挂板6与三角联板4螺纹固定连接，然后通过手柄22适当收紧紧线丝杠2并确保卡具前后端受力均匀以及紧线丝杠2行程合适，最后只收紧紧线丝杠2使得线路转角耐张金具受力转移到本更换工具上即可。
其中，高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.12%，Si=1.60%，Mn=0.85~2.3%，Cr=1.85%，Ni=0.72%，Mo=0.32%，Ti=0.08%，Nb=0.04%，V=0.12%，B=0.001%，Tm=3.6%，S=0.002%，其余为铁和不可避免的杂质。
高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行30min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌30min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于1800℃冶炼35~50min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，860℃下锻造12道次，冷却速度为0.5℃/s的水冷降温至350℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到800℃，保温3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到550℃，保温2h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
实施例2
实施例2中各部件与实施例1所用的高强钢材料相同，不同的是：如图2~4所示，后卡设置为弯钩后卡9，弯钩后卡9一端通过设置的第三安装孔10与轴承座25螺纹固定连接，通过在弯钩后卡9上加设第三安装孔10可以保证弯钩后卡9与紧线丝杆2以及三角联板4形成一体，能有效防止弯钩后卡9松脱，保证了施工安全，另一端直接勾住三角联板4的长边，这样可以避免了大角度旋转的三角联板4对卡具的影响。
本实施例在使用时：
首先将挂环1通过螺栓固定连接在横担3的施工孔处，通过推力轴承21上设置有螺纹孔与挂环1螺栓固定连接，通过轴承座25上设置有螺纹孔与弯钩后卡9一端设置的第三安装孔10螺栓固定连接，再将弯钩后卡9另一端直接勾住三角联板4的长边，然后通过手柄22适当收紧紧线丝杠2并确保卡具前后端受力均匀以及紧线丝杠2行程合适，最后只收紧紧线丝杠2使得线路转角耐张金具受力转移到本更换工具上即可。
实施例3
实施例3与实施例1的结构以及使用方法大致形同，不同的是：
其中，高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.20%，Si=1.85%，Mn=0.85~2.3%，Cr=3.12%，Ni=1.86%，Mo=0.86%，Ti=0.12%，Nb=0.08%，V=0.19%，B=0.0022%，Tm=4.8%，S=0.010%，其余为铁和不可避免的杂质。
高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行40min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌45min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于2400℃冶炼50min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，910℃下锻造14道次，冷却速度为1℃/s的水冷降温至450℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到900℃，保温5h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到680℃，保温3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
实施例4
实施例4与实施例1的结构以及使用方法大致形同，不同的是：
其中，高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.18%，Si=1.68%，Mn=1.85%，Cr=2.12%，Ni=1.06%，Mo=0.53%，Ti=0.09%，Nb=0.06%，V=0.17%，B=0.0015%，Tm=3.9%，S=0.006%，其余为铁和不可避免的杂质。
高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行36min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌38min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于1900℃冶炼40min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，890℃下锻造13道次，冷却速度为0.8℃/s的水冷降温至380℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到880℃，保温4h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到590℃，保温2h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
实施例5
实施例5与实施例1的结构以及使用方法大致相同，不同的是：
其中，高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.15%，Si=1.77%，Mn=1.68%，Cr=2.64%，Ni=1.69%，Mo=0.72%，Ti=0.12%，Nb=0.07%，V=0.15%，B=0.0017%，Tm=4.3%，S=0.007%，其余为铁和不可避免的杂质。
高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行32min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌38min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于2200℃冶炼46min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，880℃下锻造14道次，冷却速度为0.8℃/s的水冷降温至425℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到860℃，保温3.5h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到650℃，保温3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
实施例6
实施例6与实施例1的结构以及使用方法大致相同，不同的是：
其中，高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.20%，Si=1.70%，Mn=2.2%，Cr=2.67%，Ni=1.34%，Mo=0.68%，Ti=0.09%，Nb=0.05%，V=0.17%，B=0.0019%，Tm=3.8%，S=0.0075%，其余为铁和不可避免的杂质。
高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行34min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌38min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于2300℃冶炼43min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，890℃下锻造14道次，冷却速度为0.9℃/s的水冷降温至420℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到880℃，保温5h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到680℃，保温3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
对本发明中实施例1~6制备的高强钢材料从抗拉强度Rm（MPa）、屈服强度RP0.2（MPa）、延伸率（%）和冲击功（-20℃，J）进行性能测试，测试结果见下表一。
表一为不同实施例制备出的高强钢性能参数：
总之，本发明制造的高强钢具有高的强度和韧性，不容易发生断裂和塑性变形；另外由于钢的强度和韧性高，有利于减少构件中钢材的用量，进而降低了本发明更换接地极线路转角耐张金具的工具的制造成本和它的重量，大幅提高了更换工具的耐冲击性能和断裂韧性，同时，该钢具有优良的疲劳强度和耐磨性，极大提高了更换工具的使用寿命；而且，本发明更换接地极线路转角耐张金具的工具，不仅通用性强、作业方法简便、轻便灵活，而且极大的减轻了塔上带电作业人员的工作量，提高了作业效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：包括前卡、后卡和紧线丝杆，所述前卡设置为两个挂环，所述挂环设置为“U”形，所述挂环一端与横担固定连接，所述后卡一端与三角联板连接，所述紧线丝杠设置在挂环和后卡之间，所述紧线丝杠包括推力轴承、手柄、丝杠、棘轮套管和轴承座，所述推力轴承与挂环另一端固定连接，所述手柄设置在丝杠中部，所述棘轮套管设置在丝杠和轴承座之间并套接在所述丝杠外，所述棘轮套管与轴承座固定连接，所述轴承座与后卡另一端固定连接，所述挂环、后卡和紧线丝杆均采用高强钢材料制成。
2.如权利要求1所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述后卡设置为联板后卡，所述联板后卡通过直角挂板与三角联板固定连接。
3.如权利要求1所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述后卡设置为弯钩后卡，所述弯钩后卡一端与轴承座固定连接，另一端与三角联板活动连接。
4.如权利要求2所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述联板后卡两侧分别设置有用于与轴承座固定的第一安装孔，所述联板后卡中部设置有用于与直角挂板和三角联板固定的第二安装孔。
5.如权利要求3所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述弯钩后卡一端设置有用于与轴承座固定的第三安装孔。
6.如权利要求1所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述高强钢按照重量百分比计，包括以下组成成分：C=0.12~0.20%，Si=1.60~1.85%，Mn=0.85~2.3%，Cr=1.85~3.12%，Ni=0.72~1.86%，Mo=0.32~0.86%，Ti=0.08~0.12%，Nb=0.04~0.08%，V=0.12~0.19%，B=0.001~0.0022%，Tm=3.6~4.8%，S=0.002~0.010%，其余为铁和不可避免的杂质。
7.如权利要求1或6所述的一种更换接地极线路转角耐张金具的工具，其特征在于：所述高强钢的制备方法包括以下步骤：
（1）称量各种原料，并对块状原料进行30~40min的破碎和研磨；
（2）将所有原料混合在一起，强制式搅拌机内搅拌30~45min，得到混合原料；
（3）将步骤（2）所述混合原料置于冶炼炉内于1800~2400℃冶炼35~50min，得到钢液；
（4）将步骤（3）所得钢液倒入铸模中，860~910℃下锻造12~14道次，冷却速度为0.5~1℃/s的水冷降温至350~450℃，再空气冷却至常温，得到钢锭；
（5）将步骤（4）所得钢锭进行淬火处理：将钢锭加热到800~900℃，保温3~5h，置于空气、水或油中进行冷却至室温；
（6）将步骤（5）所得钢锭进行回火处理：将淬火处理过的钢锭再加热到550~680℃，保温2~3h，置于空气、水或油中进行冷却至室温。
8.一种如权利要求1所述的更换接地极线路转角耐张金具的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将前卡一端固定连接在横担的施工孔处，另一端与推力轴承固定连接，再将轴承座与后卡一端固定连接，后卡另一端与三角联板连接；
2）通过手柄适当收紧紧线丝杠并确保工具前后端受力均匀以及紧线丝杠行程合适；
3）收紧紧线丝杠使得线路转角耐张金具受力转移到更换工具上即可。
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