1課題背景

隨著電網(wǎng)110kVsF6斷路器類設(shè)備的規(guī)模擴(kuò)大與運(yùn)行時(shí)間不斷增加,此類設(shè)備的漏氣、回路電阻過大等缺陷問題日益增多,斷路器瓷柱需要拆卸返廠解體,A類檢修工作也隨之增加。根據(jù)廣東電網(wǎng)公司《關(guān)于開展線路出線避雷器配置整改的通知》(廣電辦生(2019)87號(hào))文件要求,全省共有1120個(gè)間隔需要加裝出線避雷器。

以上工作均涉及110kV設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)吊裝,若使用吊車施工需要相當(dāng)大的安全距離(吊車與帶電設(shè)備的安全距離必須大于5m),施工需要停電的范圍比較大。由于變電站內(nèi)相鄰設(shè)備間距一般只有4m,因此相當(dāng)多的站點(diǎn)單一線路間隔停電施工較難在短時(shí)間內(nèi)實(shí)施,需要將較大范圍的電網(wǎng)停電才能開展吊裝作業(yè)。

近年來,系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生了多起吊裝作業(yè)的大型誤觸電或設(shè)備損傷事故,南網(wǎng)和國(guó)網(wǎng)公司對(duì)吊車作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和管控要求不斷提高。吊裝現(xiàn)場(chǎng)往往臨近帶電體,按最新南網(wǎng)公司頒發(fā)的生產(chǎn)場(chǎng)所吊機(jī)等大型機(jī)械作業(yè)工作指引要求,需要將吊裝工作提級(jí)為中風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)管控,且要求應(yīng)盡量陪停相鄰設(shè)備。

為解決上述問題,本文介紹了一種110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具,在保證作業(yè)安全距離和人身安全的前提下,可順利進(jìn)行110kV斷路器瓷柱、避雷器等設(shè)備吊裝作業(yè),并能迅速將110kV設(shè)備安全轉(zhuǎn)運(yùn)離開工作現(xiàn)場(chǎng),為現(xiàn)場(chǎng)施工的便利性提供可靠保障。

2技術(shù)方案

對(duì)于變電站戶外110kV設(shè)備(隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等)的技改大修,現(xiàn)場(chǎng)吊裝是其中一項(xiàng)工作量較大的工作,需要使用大型汽運(yùn)吊裝是制約工作高效開展的重要因素。

目前,在使用吊車吊裝的過程中存在以下問題:(1)因場(chǎng)地空間不足、現(xiàn)場(chǎng)草地承壓能力不足等,吊車無法使用:(2)因吊臂與帶電區(qū)域安全距離不足,需要額外增加相鄰間隔的停電,降低了供電可靠性:(3)設(shè)備吊裝是變電站戶外設(shè)備大修技改的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),采用汽吊會(huì)受到空間與停電因素的嚴(yán)重制約,是一種低效、高風(fēng)險(xiǎn)的檢修方式。

目前市場(chǎng)上的吊裝工具主要存在如下問題,尚缺少一種具有實(shí)用性、便攜性、適應(yīng)性等多重優(yōu)點(diǎn)的專用吊裝工具。

(1)吊裝工具適用范圍小,難以滿足110kV、220kV等級(jí)戶外柱上設(shè)備高度達(dá)5m左右的吊裝要求:

(2)體積較大,在有限的變電站空間內(nèi)難以應(yīng)用:

(3)搭建腳手架過于笨重,難以搬運(yùn),大幅增加了工作人員的勞動(dòng)量:

(4)目前為止,市場(chǎng)上沒有尺寸合適的專門針對(duì)廣東電網(wǎng)生產(chǎn)班組的110kV等級(jí)戶外柱上設(shè)備的吊裝工具。

針對(duì)使用吊車和搭建腳手架這兩種傳統(tǒng)的檢修方法的弊端,在充分分析作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、作業(yè)對(duì)象特征的基礎(chǔ)上,研制出一種110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具,實(shí)現(xiàn)對(duì)110kV設(shè)備的整體吊裝,提高了作業(yè)效率,降低了勞動(dòng)量和安全風(fēng)險(xiǎn)。

該110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具由吊裝單元和轉(zhuǎn)運(yùn)單元兩部分組成,其中吊裝單元結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,包括三角承重支架1、雙平面軸承組2、上節(jié)吊桿3、登高腳踏板4、槽鋼底座5、省力葫蘆掛鉤6、旋轉(zhuǎn)式吊臂7、鎖銷8、鎖槽9、吊桿法蘭10、下節(jié)吊桿11:轉(zhuǎn)運(yùn)單元為轉(zhuǎn)運(yùn)推車。吊裝單元通過快速組合式安裝和人手簡(jiǎn)便操作,可順利進(jìn)行110kV斷路器瓷柱、避雷器等吊裝作業(yè),配置的轉(zhuǎn)運(yùn)推車可承重400kg,能迅速將110kV設(shè)備安全轉(zhuǎn)運(yùn)離開工作現(xiàn)場(chǎng)。

吊裝單元中,三角承重支架1下端安裝有雙平面軸承組2,雙平面軸承組2由軸承座配上、下兩個(gè)平面軸承組成,通過轉(zhuǎn)動(dòng)雙平面軸承組2可控制旋轉(zhuǎn)式吊臂7轉(zhuǎn)到所需吊裝角度。旋轉(zhuǎn)式吊臂7轉(zhuǎn)到所需吊裝角度后,可將鎖銷8頂部插入雙平面軸承組2底部的鎖緊孔中,并將鎖銷8底部把手卡在鎖槽9內(nèi),從而將旋轉(zhuǎn)式吊臂7鎖緊保持固定位置。

上節(jié)吊桿3下端的下法蘭和下節(jié)吊桿11上端的上法蘭通過緊固螺絲組成吊桿法蘭10,可通過增加上節(jié)吊桿3的數(shù)量,也就是吊桿法蘭10的數(shù)量,將旋轉(zhuǎn)式吊臂7調(diào)整到所需吊裝高度。

上節(jié)吊桿3和下節(jié)吊桿11采用高度分別為1600mm、2600mm的小90無縫鋁管作為主受力桿件,主受力桿件下部采用槽鋼底座5夾緊110kV設(shè)備安裝基礎(chǔ)橫梁槽鋼的固定方式,容易找準(zhǔn)固定點(diǎn),且可以大大縮短主受力桿件的長(zhǎng)度,減輕主受力桿件的重量。

上節(jié)吊桿3和下節(jié)吊桿11上均配有登高腳踏板4,方便人員上下組裝吊裝工具并進(jìn)行作業(yè)。旋轉(zhuǎn)式吊臂7設(shè)計(jì)有省力葫蘆掛鉤6,適配載荷為1t的省力自鎖手動(dòng)葫蘆進(jìn)行吊裝作業(yè),為現(xiàn)場(chǎng)施工的便利性提供了可靠保障。

110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具具備如下技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn):

(1)現(xiàn)場(chǎng)組合式結(jié)構(gòu),能結(jié)合110kV設(shè)備構(gòu)架槽鋼,方便固定和拆裝:

(2)主受力桿件使用7075材質(zhì)無縫鋁管材料加工,屈服強(qiáng)度高,密度低:

(3)設(shè)計(jì)登高腳踏板,方便人員上下組裝:

(4)設(shè)計(jì)吊臂旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu),配置鎖定裝置,方便110kV設(shè)備移出吊裝:

(5)設(shè)計(jì)手動(dòng)升降葫蘆,方便人員吊裝操作:

(6)配置轉(zhuǎn)運(yùn)推車可承重400kg,能迅速將110kV設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)離開工作現(xiàn)場(chǎng)。

3應(yīng)用成效

2020一2021年,110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具在廣東電網(wǎng)江門供電局掛網(wǎng)試運(yùn)行,在220kV外海站、220kV群星站、110kV杜阮站等共開展150相110kV避雷器、9相110kV斷路器瓷柱的現(xiàn)場(chǎng)快速吊裝工作,減少了大量的8t或12t汽車吊裝作業(yè),降低了施工成本,節(jié)約了作業(yè)時(shí)間,有效避免了吊裝作業(yè)帶來的誤碰和觸電風(fēng)險(xiǎn)。

在110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具掛網(wǎng)試運(yùn)行期間,參考既有設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,結(jié)合試運(yùn)行過程總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),形成了包括110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具計(jì)量檢定、運(yùn)行維護(hù)等過程的全生命周期技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),能有效支撐后續(xù)大規(guī)模推廣應(yīng)用。

110kV避雷器與斷路器現(xiàn)場(chǎng)吊裝圖分別如圖2、圖3所示。

如采用常規(guī)汽吊作業(yè),需每組110kV設(shè)備安裝使用一臺(tái)8t或12t汽吊(1臺(tái)班),用車價(jià)格約為1500元/臺(tái)班,全省共有1120個(gè)間隔需要加裝出線避雷器,共需用車臺(tái)班數(shù)為1120臺(tái)班。根據(jù)工程量計(jì)算,施工吊車成本總費(fèi)用達(dá)168萬元,同時(shí)還要考慮擴(kuò)大的停電范圍和需增設(shè)的安全監(jiān)護(hù)人員,供電可靠性的降低和人身安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。

如采用110kV設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具進(jìn)行吊裝,施工過程大約只需0.5h,施工配合人員需3~4人,施工過程中吊裝費(fèi)用支出為零。江門供電局2021年在220kk出線避雷器專項(xiàng)反措施工中,直接節(jié)省的成本費(fèi)用超2V萬元。

針對(duì)該220kk設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具掛網(wǎng)試運(yùn)行工作總結(jié)如下:

(1)2020年至今產(chǎn)品試運(yùn)行已滿兩年,在此期間,該吊裝工具在保證作業(yè)安全距離和人身安全的前提下,花費(fèi)約06.h即可順利地進(jìn)行220kk斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業(yè),提高了設(shè)備運(yùn)維安全性和供電可靠性:

(2)系統(tǒng)試運(yùn)行階段,項(xiàng)目組未雨綢繆,采用了多方面的措施手段,有效避免了可能出現(xiàn)的人身、電網(wǎng)、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全等方面的問題:

(3)試運(yùn)行階段暴露的若干故障和缺陷,在項(xiàng)目組及時(shí)發(fā)現(xiàn)和積極采取合理措施進(jìn)行完善的情況下,對(duì)系統(tǒng)總體功能未產(chǎn)生不良影響:

(4)試運(yùn)行中對(duì)系統(tǒng)完善的過程鍛煉了隊(duì)伍的技術(shù)能力,提升了產(chǎn)品的性能,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),且產(chǎn)品的性能得到了驗(yàn)證和完善,可以進(jìn)一步推廣。

4結(jié)語

220kk設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具設(shè)計(jì)載荷為400kg,目前變電站現(xiàn)場(chǎng)的220kk避雷器重量約為2V0kg,220kk斷路器單相極柱重量為270~300kg,該吊裝工具可以滿足變電站現(xiàn)場(chǎng)的吊裝需要,能避免使用8t或12t汽吊作業(yè):具備快速組合式安裝、滿足110kk設(shè)備吊裝負(fù)荷和人手操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn),在保證作業(yè)安全距離和人身安全的前提下,花費(fèi)約06.h即可順利進(jìn)行110kk斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業(yè),并配置轉(zhuǎn)運(yùn)推車,可迅速將110kk設(shè)備安全轉(zhuǎn)運(yùn)離開工作現(xiàn)場(chǎng)。110kk設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)吊裝工具為變電站現(xiàn)場(chǎng)施工提供了可靠保障,提高了作業(yè)效率,降低了勞動(dòng)量和安全風(fēng)險(xiǎn),值得在電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行全面推廣。