柱上安裝式電氣設(shè)備吊裝方法探究
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摘要：在戶外運行變電站改造施工中，對柱上安裝的電氣設(shè)備（如線路電壓互感器、避雷器、電流互感器等）進(jìn)行吊裝時，由于受到相鄰運行間隔帶電設(shè)備限制的情況下，使用其中機械吊裝就比較難以實施了。因此我們根據(jù)柱上安裝式電氣設(shè)備的特點，研究出一種利用便攜式雙起重架裝置進(jìn)行吊裝的新方法，經(jīng)過現(xiàn)場實際應(yīng)用，可以有效地降低停電需求，大大提高施工效率。該方法中所使用的一種便攜式雙起重架裝置已獲得實用新型專利授權(quán)，論文研究為進(jìn)一步完善該施工方法的規(guī)范和流程，以便形成施工工法推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：變電站；電氣設(shè)備吊裝；柱上安裝；雙起重架；旋轉(zhuǎn)起重臂
目前，在電網(wǎng)系統(tǒng)中仍然存在許多戶外敞開式結(jié)構(gòu)的變電站，這種安裝方式的電氣設(shè)備，在新建變電站時可以通過吊車進(jìn)行吊裝，但在變電站運行后進(jìn)行設(shè)備改造或搶修更換時，由于場地特點和臨近帶電設(shè)備，使用起重機械吊裝存在安全距離上的限制，根據(jù)南方電網(wǎng)電力安全工作規(guī)程的要求，起重臂不應(yīng)跨越帶電設(shè)備或線路進(jìn)行作業(yè)，在臨近帶電體處吊裝作業(yè)時，起重機臂架、吊具、輔具、鋼絲繩及吊物等與帶電體的凈空距離110kV不得小于5m、220kV不得小于6m，因此往往需要相鄰運行間隔進(jìn)行停電配合吊裝，這給電網(wǎng)運行帶來了巨大風(fēng)險和壓力。為此，我們需要研究新的施工方法，以解決上述情況下柱上安裝式設(shè)備的吊裝問題，使其既能避免相鄰運行設(shè)備停電配合，又能安全、可靠地將電氣設(shè)備吊裝到基礎(chǔ)立柱上。
1傳統(tǒng)的解決方法
1.1搭設(shè)腳手架安裝法
搭設(shè)腳手架人工吊裝設(shè)備是其中一種解決方法。具體做法是：在電氣設(shè)備基礎(chǔ)立柱旁邊，搭設(shè)高于設(shè)備安裝總高度的垂直門型腳手架，在腳手架的頂端設(shè)置承重橫梁，在橫梁上裝設(shè)拉鏈葫蘆（如圖1）。吊裝時，用吊帶將被吊設(shè)備與拉鏈葫蘆連接，從而將設(shè)備提升至安裝位置的高度，再用人工將設(shè)備就位到立柱上。這種方法可以克服吊車使用不便情況下的設(shè)備吊裝，但其本身也存在了不少缺點，例如腳手架材料多、運輸不便、架設(shè)復(fù)雜、消耗人力多等，在應(yīng)用中不太方便，而且起吊重心不在中心點，吊裝過程風(fēng)險大，存在容易傾倒的危險。
1.2架設(shè)扒桿吊裝法
扒桿吊裝是人工土法吊裝的一種，它是利用木結(jié)構(gòu)或鋼管搭接，組成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，頂端加吊點，掛上拉鏈葫蘆，用人工進(jìn)行提升吊裝（如圖2）。扒桿吊裝在無法使用起重機械的場合十分有效，但也存在一些的缺點，主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，由于變電站柱上安裝電氣設(shè)備的安裝高度一般比較高，架設(shè)扒桿時支撐腳需張開較大，容易受到場地限制。第二，高大的扒桿重量大，現(xiàn)場架設(shè)困難。第三，扒桿吊裝應(yīng)用起來有一定風(fēng)險，不同受力情況也比較復(fù)雜，需事先進(jìn)行受力分析和計算。第四，扒桿吊裝只能上下移動，若要橫向移動則非常不方便。
2便攜式雙起重架裝置的研制
從柱上安裝式電氣設(shè)備的特點可以看出，其底座基礎(chǔ)多為鋼筋混泥土或鋼管立柱，直徑約300～400mm，高度約3～4m，設(shè)備安裝在立柱頂端。我們根據(jù)這一特點，設(shè)計出一種新型的起重吊裝工具，使柱上安裝電氣設(shè)備吊裝施工更為高效便捷。
2.1新型起重裝置的設(shè)計目標(biāo)
體積小、可分拆組裝、便攜、運輸方便；組裝過程不需要借助起重機械；承重能力滿足要求，起吊安全可靠；電氣設(shè)備起吊后方便就位。
2.2新型起重裝置的構(gòu)成
新型起重裝置總體設(shè)計為組合式結(jié)構(gòu)，主要分為起重支撐桿、固定抱箍、吊臂、第二起重架幾部分組成。其中，起重支撐桿采用4m長、直徑φ100的空心無縫直鋼管制作，定義為第一直管。第一直管的頂端，設(shè)置了一個T型起重臂，由連接直管和橫梁構(gòu)成，連接直管可套接在第一直管內(nèi)，并且接口處設(shè)置了平面軸承，使T型起重臂可以靈活轉(zhuǎn)動。連接直管與橫梁T接的兩側(cè)設(shè)有三角形加強筋板，使其具有足夠的機械強度。在橫梁的上面設(shè)有吊環(huán)，用于組裝時T型起重臂的吊裝；橫梁的下面設(shè)有吊環(huán)板，用于懸掛起重滑輪。由于T型起重臂處于第一直管的頂端，而且重量較重，組裝時極為不便，于是在第一直管基礎(chǔ)上設(shè)置了第二起重架，用于T型起重臂的吊裝。第二起重架的支撐桿定義為第二直管，采用φ40mm的無縫鋼管，其直管上設(shè)有若干通孔，用于調(diào)節(jié)高度。第二起重架的連接件包括固定環(huán)和螺栓，共有三個固定環(huán)焊接在第一直管上，固定環(huán)設(shè)有通孔，通過螺栓將第二直管與固定環(huán)固定，并可上下調(diào)節(jié)高度。在第二直管的頂端設(shè)置了第二起重臂，第二起重臂可套接在第二直管內(nèi)，并可自由旋轉(zhuǎn)；第二起重臂上設(shè)有滑輪，可方便起吊T型起重臂及一些輕一點的物體。根據(jù)新型起重裝置的特點，我們將其命名為便攜式雙起重架裝置（如圖3），并取得了實用新型專利的授權(quán)。
3雙起重架裝置吊裝的施工方法
（1）用抱箍根據(jù)安裝高度將第一直管固定在電氣設(shè)備的基礎(chǔ)立桿上，同樣根據(jù)高度覺得是否需要駁接加長直管（如圖4）。（2）將第二直管套接在第一直管上的固定環(huán)上，調(diào)節(jié)好第二直管的高度，使其高于第一直管頂端需要安裝T型起重臂的高度，通過螺栓固定；（3）將第二起重臂插接到第二直管上，在第二直管滑輪上穿上牽引繩。牽引繩綁在T型起重臂的吊環(huán)上，將其吊到第一直管的頂端，然后插接到第一直管上；（4）在第一起重臂的吊環(huán)板上掛拉鏈葫蘆，并用吊帶將被吊設(shè)備與拉鏈葫蘆連接；（5）人工拉動拉鏈葫蘆，將電氣設(shè)備提升到安裝位置高度，旋轉(zhuǎn)T型起重臂，使電氣設(shè)備準(zhǔn)確就位。
4安全性論證
從戶外布置的變電站來看，其支柱式安裝的電氣設(shè)備多為避雷器、電壓互感器、電流互感器等，起重量在1t以內(nèi)。本雙起重架裝置經(jīng)過第三方檢測，承受能力完全滿足1噸受力吊重的要求，而且本吊裝方式為緊貼基礎(chǔ)立柱垂直吊裝，其起重架受力與立柱受力較為一致，避免了因重心不穩(wěn)而造成側(cè)翻的風(fēng)險，因此本吊裝方法在實施過程中具有較高的安全性。
5實施應(yīng)用效果
本雙重起重架吊裝方法先后在220kV開元站綜合改造、220kV荔城站110kV線路改造、110kV綠兔甲線CT更換、110kV荔東甲線TYD更換等多項工程中應(yīng)用，由于其吊裝工具簡單便攜，架設(shè)方便，使用中不但節(jié)省了起重機械的臺班費，也減少了安裝勞動力，取得了明顯的經(jīng)濟效益；同時由于雙起重架吊裝是依附電氣設(shè)備的立柱進(jìn)行，不用布置較大的場地，單間隔停電即可滿足安全距離，因此減少相鄰間隔的停電時間，提高了電網(wǎng)的運行質(zhì)量。
6結(jié)語
本新型吊裝方法，可以在起重機械不能到達(dá)的地方，方便地固定于桿塔的不同高度提升物品，既安全又簡便。第二起重架不僅可以拆卸，而且能調(diào)節(jié)與第一起重架相對高度，以適應(yīng)不同起重高度的要求，另外配置一條加長直管，以適用于更高的設(shè)備吊裝；第一起重臂和第一直管可拆卸連接以及第二起重臂和第二直管可拆卸連接，以便搬運和安裝，達(dá)到了吊裝可靠、組裝方便、占地小、省時省力的要求，使其在受限制的帶電場地吊裝設(shè)備應(yīng)用更加靈活，提高設(shè)備吊裝工作效率，在行業(yè)內(nèi)具有普遍的推廣應(yīng)用價值。
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[3]劉源,110kV及以上變電站一次設(shè)備安裝安全與質(zhì)量控制,科技資訊,2015.
作者:何文富 康勇全 謝淑娟 單位:廣州市電力工程有限公司
