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摘要:在輸電線路跨越架式帶電跨越施工過程中,已有的跨越架跨越施工技術不能完全滿足帶電跨越所需的效率高、安全可靠和適用范圍廣的要求。針對該問題,基于對橋梁雙側旋轉對接的思考,提出了基于雙側旋轉臂式跨越架的不停電跨越施工技術。首先,對雙側平轉橋式不停電跨越施工技術進行了簡述;然后對其施工工器具以及施工步驟進行了研究;最后,基于對施工步驟的深入思考,提出了雙側旋轉臂對接以及跨越架尺寸確定兩個施工技術難點并進行了解決。
關鍵詞:輸電線路;跨越架;不停電;雙側旋轉臂;施工技術
0引言
隨著輸電線路交叉跨越現象發生的越來越頻繁,而停電施工會造成巨大損失,現跨越施工多采用帶電跨越[1,2]。跨越架式跨越具有組立方便、占地面積小、適用范圍廣的優點,在帶電跨越中被廣泛應用[3,4],故對跨越架式跨越進行研究具有重要意義[5]。目前,已知的跨越架式跨越施工技術有4種,即張力不停電跨越架、雙柱并聯式跨越架、提升式帶電跨越架和多功能帶電跨越架[6-7]。文獻[8]、文獻[9]中提到的張力不停電跨越架施工技術由國家電力建設研究所施工機械室設計研制,適用電壓等級500kV及其以下的線路,其在施工時會受到風偏影響,不利于施工的安全。文獻[10]、文獻[11]中提到的雙柱并聯式跨越架也叫做雙柱組合懸索式鋁合金跨越架,可用于500kV及其以下電壓等級的線路施工,其跨越架整體結構體積過大且重量過重,不利于施工的高效率。文獻[12]、文獻[13]中提到的提升式帶電跨越架經由湖北省輸變電公司研發,可適用的電壓等級為35kV~220kV,其可適用的電壓等級不夠廣泛。文獻[14]、文獻[15]中提到的多功能帶電跨越架帶電跨越架主體結構采用四柱式鋁合金架體結構,其懸臂梁在對接的時候會出現無法剛好對接上的情況,需要反復對接,施工效率不高。綜上所述,現有的跨越架式跨越施工技術均不夠完善,不能完全滿足不停電跨越施工的要求。為此,本文提出了一種基于多功能帶電跨越架的不停電跨越施工技術,即雙側平轉橋式不停電跨越施工技術。此施工技術采用雙側旋轉臂式跨越架,在雙臂對接步驟進行了一定的研究,提出了雙臂旋轉的方法以及雙臂連接處人工和機動兩種加固方法,解決了已有多功能跨越架施工技術的難點。
1跨越架式跨越及其研究現狀
1.1跨越架式跨越
隨著我國經濟的高速發展,全國的用電負荷日益增加,需要架設足夠多的輸電線路來滿足用電需求,而輸電線路的架設空間是有限的,這導致了輸電線路交叉跨越現象發生的越來越頻繁,而停電施工會造成巨大損失,現跨越施工多采用帶電跨越。輸電線路帶電跨越施工是指在不影響被跨越線路帶電運行的情況下,采用搭設絕緣防護設施實現新建輸電線路的架線工作[16]??缭郊苁娇缭绞禽旊娋€路帶電跨越的一種施工方式,此方式是首先在被跨越線路兩側搭設好跨越架,然后將封網裝置掛在跨越架上,形成目字型封網,最后將新建輸電線路導線進行張力放線??缭郊苁娇缭较噍^于其它帶電跨越方式具有組立方便、占地面積小、適用范圍廣的優點,因此,對跨越架式跨越不停電施工技術的研究具有重要意義。
1.2跨越架式跨越研究現狀
目前,已知的跨越架式跨越施工技術有4種,即張力不停電跨越架、雙柱并聯式跨越架、提升式帶電跨越架以及多功能帶電跨越架。張力不停電跨越架適用電壓等級500kV及其以下的線路,主要結構有4個,即跨越架架體、提升架、提升架動力源和封網裝置。該類型跨越架是由國家電力建設研究所設計并研制出來的,并且于1986年在±500kV葛上直流輸電線路上首次進行使用,后來對該類型跨越架進行了進一步的改進,形成了CS系列鋼結構帶電跨越架。其在施工時會受到風偏影響,如果風力足夠大,會導致新建線路導線被吹到脫離封網裝置正上方,此時若新建線路導線發生斷線事故,會使新建線路導線與被跨越線路導線發生碰撞,這將會影響施工的安全以及效率。雙柱并聯式跨越架也可以稱為雙柱組合懸索式鋁合金跨越架,可用于500kV及其以下電壓等級的線路施工,主要結構有3個,即鋁合金主柱、鋁合金專用橫擔和封網裝置,該跨越架是廣西送變電工程公司研發的。其跨越架整體結構體積過大且重量過重,在施工過程中嚴重影響施工的效率。提升式帶電跨越架可適用的電壓等級為35kV~220kV,主要結構有3個,即兩個單門架、頂端橫擔和封網裝置。單門架由兩個豎直的單桿和連接在單桿頂端的橫梁組成。雙門架的四個頂端分別與安全網的四個角連接。該跨越架由湖北省輸變電公司研發,可適用的電壓等級不夠廣泛,不能在帶電跨越中普遍應用。多功能帶電跨越架適用電壓等級500kV及其以下的線路,主要結構有4個,即四柱式鋁合金架體、桅桿、跨越臂和封網裝置。其跨越架的懸臂梁在對接的時候會出現無法剛好對接上的情況,需要反復對接,嚴重影響了施工的效率。綜上所述,現有的跨越架式跨越施工技術均不夠完善,不能完全滿足不停電跨越施工安全性高、效率高、適用范圍廣的要求?,F基于對已有多功能跨越架懸臂梁對接困難問題進行研究,提出了雙側平轉橋式不停電跨越施工技術,此施工技術在懸臂梁對接步驟進行了一定的研究,用雙側旋轉臂來進行對接,并提出了雙臂對接方案,解決了已有多功能跨越架施工技術的難點,能夠達到帶電跨越施工安全性高、效率高、適用范圍廣的要求。
2基于雙側旋轉臂式跨越架的施工技術
2.1施工技術簡述
雙側平轉橋式不停電跨越施工技術,即采用雙側旋轉臂進行不停電跨越施工,如圖1所示,雙側旋轉臂跨越封網設施適用于電力施工領域,是一種切實可行的跨越電力線路的架線施工技術。它依靠12架可旋轉的跨臂迅速搭建成3組跨越三相線路的橋架快速封網,對電力線和高鐵等重要設施進行施工線路的逐相遮蔽,使運行與施工同時進行,確保施工、運行安全可靠。以四條可旋轉的動臂與被遮蔽物兩側搭建的橫擔形成口字形單相遮蔽框架,然后用數支絕緣桿填充空白部分形成目字形封網設施。形成順展放線路方向排布的矩形防護裝置,以承受鋼結構立柱至鐵塔之間的拖放導線的沖擊。遮蔽施工路段下的重要設施,提高了跨越施工的安全性。施工過程中,施工路段跨越裝置與線路鐵塔互為獨立,不受輸電線路本體施工等因素的影響,提高了施工的可靠性。由于跨越設備的跨距相對鐵塔塔距較短,不僅承力橫擔和封頂橫桿的承載性好,而且弧垂小,同時在滿足安全距離情況下,能夠最大限度地降低跨越基座的高度。旋轉臂跨越封網設施,適用于跨越500kV及以下送電線路的停電和不停電的跨越施工,采用一牽一方式低張力拖放線施工??缭郊芗茼數臋M擔上裝置托輥,表面包覆對導線磨損小的絕緣材料。封網設施底座,安裝在事先架設好的跨越基座上。
2.2施工步驟
旋轉臂跨越封網設施的底座安裝在事先架設好的跨越基座上。由于每相封網兩側都需要2組跨越臂結構,故每相封網設施具有4套旋轉動力裝置、4組可旋轉的動臂、4套桅桿、4套平衡裝置、2套擋線羊角、2套對接裝置及連梁和1套封網裝置及若干運行小車等等。雙側平轉橋式不停電跨越施工技術的施工步驟共分為7步。搭建格構式架體基座。在被跨越線路兩側搭建格構式架體基座,使兩座架體基座的連線與新建線路平行,且兩座架體基座的寬度要比新建線路最大線寬要大。安裝跨越臂結構。在已建好的格構式架體基座上,對應新建導線位置搭設桅桿,桅桿與格構式架體基座的立柱之間用一個電動旋轉裝置進行連接,然后將平衡臂、跨越臂以及拉線等裝置與桅桿相連,構成完整的跨越臂結構。安裝臨時導軌工作平臺。在已安裝好的跨越臂結構下方搭建臨時導軌工作平臺,將運行小車、絕緣網桿按工作狀態裝入臨時導軌。兩側旋轉臂對接。用桅桿與立柱連接處的電動旋轉裝置控制雙側旋轉臂進行旋轉,并在旋轉過程中用調幅繩控制旋轉臂上下浮動,使兩側旋轉臂能夠保持水平,從而完成對接過程。安裝絕緣網桿。臨時導軌與運行導軌對接,運行小車從臨時導軌轉入到運行導軌上。運行小車在運行過程中同時在旋轉臂下方鋪設絕緣網桿,形成目字型封網。張力放線。一牽一低張力拖放施工,直至導線放線施工全部結束。撤回施工裝置。首先撤出絕緣網桿,隨后將兩側旋轉臂旋轉回安裝處,最后撤離整個跨越臂結構、臨時導軌平臺以及格構式架體基座,跨越施工結束。
3施工技術難點及其解決方法
3.1雙側旋轉臂對接
雙側平轉橋式不停電跨越施工技術7步施工步驟中第4步是最關鍵的步驟,也是施工時的一個難點。該處主要考慮到兩個問題,一個是如何控制雙側旋轉臂的旋轉對接過程,另一個是雙側旋轉臂對接時如何使其對接的牢固。
1)雙臂旋轉
由圖3可知,跨臂座與桅桿之間采用活性連接,當施工進行到雙側旋轉臂對接的步驟時,控制活性連接處的電動旋轉裝置,使雙側旋轉臂開始旋轉,當雙側旋轉臂旋至對接位置時,通過調幅繩上下調節跨越臂垂直距離使雙側跨越臂完成對接。
2)雙臂對接
雙側旋轉臂對接處是否牢固,將極大影響到施工的安全性以及高效性。對雙臂連接處進行了研究,提出了人工和機動2種對接方案。
(1)人工加固
當雙側旋轉臂旋至對接位置時,人工用角鋼或肋板將連接處加固,并上組裝螺栓。
(2)機動加固
通過對跨越臂結構進行研究,提出了通過改變跨越臂對接處形狀的方法來使雙側旋轉臂對接時更加的牢固。該方法是在雙側跨越臂前端突出1個三角形的小臂,并在雙側的跨越臂上都裝1個電動推板,當雙側旋轉臂旋轉對接時,2個小三角形剛好拼湊在一起,然后控制電動推板進行移動,使兩側推板剛好將雙臂連接處兩側給擋住,達到加固的目的。
3.2跨越架尺寸確定
該施工技術另一個難點是施工前需要對跨越架的尺寸進行研究,包括架面距以及架頂寬度的確定。
1)滿足安全距離的架面距
跨越不停電電力線路搭建跨越設施,需要考慮跨越架與帶電線路導、地線的最小安全距離和高處作業與帶電體最小安全距離,設計滿足安全距離的架面距。
2)跨越架架頂寬度的確定
跨越架架頂寬度(橫線路方向有效遮護寬度)B由施工線路導線或地線等安裝氣象條件下在跨越點處的風偏距離、跨越架所遮護的最外側導、地線間在橫線路方向的水平距離和跨越交叉角確定。
4結語
1)基于對已有跨越架式帶電跨越施工技術的分析,針對其施工效率以及施工安全的不足,提出了雙側平轉橋式不停電跨越施工技術。2)對提出的雙側平轉橋式不停電跨越施工技術進行了簡述,并對其施工步驟和施工技術難點及其解決方法進行了研究。
作者:周方 陳亦 李曉斌 林光龍 李文斌 單位:廣東省輸變電工程有限公司 廣東電網有限責任公司江門供電局