采空區(qū)輸電線路系列工器具研究與應(yīng)用

宰紅斌，王利紅，雷達(dá)

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司，山西晉城048000）

采空區(qū)輸電線路系列工器具研究與應(yīng)用

宰紅斌，王利紅，雷達(dá)

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司晉城供電公司，山西晉城048000）

為解決采空區(qū)輸電線路塌陷而引起的一系列諸如桿塔傾斜、桿塔位移、導(dǎo)地線間距與張力變化、基礎(chǔ)差異沉降等問(wèn)題，根據(jù)采空區(qū)桿塔的特征研制了系列工器具，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，有效解決了原有作業(yè)方式繁瑣、復(fù)雜、強(qiáng)度大的難題，達(dá)到了預(yù)期效果，保證了線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。

采空區(qū)；輸電線路；工器具

0 引言

根據(jù)位于采空區(qū)桿塔的特征，針對(duì)桿塔檢修時(shí)所遇到的實(shí)際難題，對(duì)工器具進(jìn)行改良開(kāi)發(fā)，在符合線路規(guī)程、規(guī)范要求的前提下研制了“導(dǎo)地線懸垂串自動(dòng)調(diào)整裝置、鐵塔地腳螺栓拆卸工具、鐵塔傾斜測(cè)量輔助工具、鐵塔地腳螺栓專用絲扣修復(fù)器和鐵塔地腳螺栓保護(hù)裝置”等系列工器具。

1 采空區(qū)輸電線路桿塔檢修存在的主要問(wèn)題

采空區(qū)發(fā)生塌陷后，位于不均勻沉降區(qū)的桿塔基礎(chǔ)或拉線基礎(chǔ)會(huì)隨之出現(xiàn)不均勻沉降，桿塔就會(huì)出現(xiàn)傾斜。桿塔傾斜后，最直接的現(xiàn)象就是懸垂串偏移。這是因?yàn)闂U塔傾斜后，塔頭就會(huì)出現(xiàn)位移，而導(dǎo)地線由于其本身的應(yīng)力作用及分布，極力使掛點(diǎn)位置維持原狀態(tài)，這就導(dǎo)致了懸垂絕緣子串和架空地線懸垂線夾偏移。對(duì)于導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，由于絕緣子串具有一定的長(zhǎng)度，可以自行調(diào)節(jié)一部分不平衡張力，因此輕微的傾斜不會(huì)對(duì)導(dǎo)線造成較大危害。而架空地線位于桿塔頂部，其偏移值幾乎與桿塔頂相同，且其可自調(diào)節(jié)部分很小，因此其受力最大，嚴(yán)重的可拉斷架空地線或地線橫擔(dān)[1]。

目前對(duì)于調(diào)整桿塔傾斜，常用的方式就是通過(guò)對(duì)鐵塔塔腿地腳螺栓增加墊塊，使四條塔腿基礎(chǔ)面恢復(fù)水平狀態(tài)。但在實(shí)際工作時(shí)，鐵塔本身重量較大，傾斜后使四條塔腿地腳螺栓受力不均，地腳螺栓受力比較大，加上螺栓上附著的混凝土的影像和地腳螺栓絲扣變形、銹蝕嚴(yán)重，作業(yè)面積小等因素，給實(shí)際工作帶來(lái)了很大的難度。

由于采空區(qū)地質(zhì)變化頻頻，所以需要投入大量的人力物力進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整桿塔。綜上，目前對(duì)于采空區(qū)輸電桿塔調(diào)整、測(cè)量的難題有地腳螺栓受力變形、絲扣銹蝕難以拆除；導(dǎo)地線張力難以保證及時(shí)釋放；測(cè)量和調(diào)節(jié)工作需要投入大量的人力、物力。

2 采空區(qū)輸電線路桿塔檢修存在問(wèn)題解決方案

2.1 導(dǎo)地線懸垂串傾斜

為徹底解決采空區(qū)輸電線路導(dǎo)地線懸垂串頻繁調(diào)整的工作難題，避免倒塔斷線等惡性事故發(fā)生，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和人力、物力浪費(fèi)，通過(guò)研制調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)地線懸垂串自動(dòng)調(diào)整功能。

采空區(qū)輸電線路導(dǎo)地線懸垂串傾斜自動(dòng)調(diào)整裝置，包括調(diào)整裝置本體、與其連接的特制滾動(dòng)軸、軸套以及與調(diào)整裝置本體與懸垂串連接的連板等，具體如圖1所示。

圖1 采空區(qū)輸電線路導(dǎo)地線懸垂串傾斜自動(dòng)調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)圖和與地線連接示意圖

調(diào)整裝置材料采用Q420高強(qiáng)鋼，設(shè)計(jì)安全系數(shù)均大于原線路金具的使用安全系數(shù)，可保證惡劣情況不發(fā)生斷裂，可實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有多種金具的完美組合和水平方向360度自由旋轉(zhuǎn)，保證桿塔傾斜在任何方向都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整。

2.2 鐵塔地腳螺栓拆卸

通過(guò)研制鐵塔地腳螺栓拆卸專用工具，實(shí)現(xiàn)了鐵塔地腳螺栓拆卸的省力與省時(shí)，摒棄完全依靠多人合力拆卸的現(xiàn)狀。

根據(jù)地腳螺栓的大小、尺寸和所處工作面位置，采用高效行星變速齒輪作為主傳動(dòng)的省力工具，制作出特制的“內(nèi)六角加長(zhǎng)套筒扳手”，其上把與行星變速齒輪相連，套筒與預(yù)拆卸的地腳螺栓相連，重量輕攜帶方便，具體如圖2所示。

圖2 鐵塔地腳螺栓拆卸工具結(jié)構(gòu)示意圖

該工具材料采用45號(hào)鋼，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度完全滿足拆卸工作要求，并根據(jù)不同的地腳螺栓規(guī)格制造了5種不同型號(hào)的內(nèi)六角加長(zhǎng)套筒（27、30、36、42、48）。包括加長(zhǎng)套筒和行星變速齒輪省力扳手[2]。

2.3 鐵塔傾斜測(cè)量

通過(guò)研制鐵塔結(jié)構(gòu)傾斜測(cè)量輔助工具，有效減少了測(cè)量工作需要投入的人員數(shù)目。該裝置解決了采空區(qū)鐵塔傾斜，需要2人扶持測(cè)量鋼尺的現(xiàn)狀，使測(cè)量工作由原來(lái)的4人減少至現(xiàn)在的2人。

鐵塔結(jié)構(gòu)傾斜測(cè)量輔助工具是由兩塊外部有箱體保護(hù)的強(qiáng)力磁鐵組成。外側(cè)把手的設(shè)計(jì)給攜帶和拆除都提供了方便。具體如圖3所示。

圖3 鐵塔傾斜測(cè)量輔助結(jié)構(gòu)示意圖

使用過(guò)程中，利用兩個(gè)輔助裝置與塔身緊密連接固定測(cè)量工具（卷尺、皮尺等），減少測(cè)量時(shí)人員投入。由于固定緊密，測(cè)量精度符合規(guī)范要求。

3 地腳螺栓絲扣變形與異物清理

通過(guò)研制鐵塔地腳螺栓專用絲扣修復(fù)器，解決了地腳螺栓受力變形以及保護(hù)帽混凝土附著在螺栓上拆卸難的現(xiàn)狀。

根據(jù)地腳螺栓的大小、尺寸和所處工作面位置，研制出了特殊的內(nèi)3點(diǎn)可調(diào)整式絲扣修復(fù)器。

根據(jù)不同的輸電線路地腳螺栓型號(hào)，尺寸規(guī)格，制作出可調(diào)節(jié)尺寸大小的修復(fù)器，見(jiàn)圖4。

圖4 鐵塔地腳螺栓絲扣修復(fù)器結(jié)構(gòu)示意圖

摒棄完全依靠人力，采用內(nèi)3點(diǎn)可調(diào)整式絲扣修復(fù)器，減輕人力，適用性較強(qiáng)，可對(duì)任意方向螺栓絲扣進(jìn)行修復(fù)。

4 鐵塔地腳螺栓絲扣保護(hù)裝置

由于混凝土附著在螺栓絲扣上特別難清除難拆卸，根據(jù)地腳螺栓的大小、尺寸按比例，用工程塑料制作出鐵塔地腳螺栓絲扣保護(hù)裝置，從施工源頭上防止破壞地腳螺栓絲扣發(fā)生。該裝置完全吻合螺栓外形，在混凝土保護(hù)帽澆制前安裝于地腳螺栓上，隔離小石子、混凝土等雜物，保護(hù)了螺栓絲扣，同時(shí)還起到了防銹作用，具體如圖5所示。

圖5 鐵塔地腳螺栓保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

5.1 采空區(qū)輸電線路導(dǎo)地線懸垂串自動(dòng)調(diào)整裝置

通過(guò)在220 kV北段Ⅰ、Ⅱ線同塔架設(shè)路線路上使用可知，在6個(gè)月內(nèi)未安裝側(cè)地線，釋放張力調(diào)整共35次[3]，而安裝側(cè)只需在安裝和拆除登塔2次即可，且能重復(fù)使用，可有效防止桿塔傾斜變化而引起的斷線、桿塔構(gòu)件斷裂破壞及倒塔等惡性事故發(fā)生[4]，節(jié)省了人力、物力，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和提高了供電可靠性，安全經(jīng)濟(jì)效益良好。

5.2 鐵塔地腳螺栓拆卸專用工具

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用，有效解決了因地腳螺栓所處工作面小拆卸費(fèi)力的難題。從而使地腳螺栓能夠輕松調(diào)整，在工作中達(dá)到了使用輕便、操作簡(jiǎn)單，提高了工作效率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了工作時(shí)間。

5.3 鐵塔結(jié)構(gòu)傾斜測(cè)量輔助工具

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用，該裝置解決了采空區(qū)鐵塔傾斜測(cè)量，需要2人扶持測(cè)量鋼尺的現(xiàn)狀，使測(cè)量工作由原來(lái)的4人減少至現(xiàn)在的2人即可，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了預(yù)期的效果。

5.4 鐵塔地腳螺栓專用絲扣修復(fù)器

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用可輕松修復(fù)絲扣，拆卸地腳螺栓方便快捷，有效減少工作時(shí)間、降低工作難度。針對(duì)鐵塔不同規(guī)格的螺栓，該工具適用性較強(qiáng)，可對(duì)任意方向螺栓絲扣進(jìn)行修復(fù)。

5.5 鐵塔地腳螺栓絲扣保護(hù)裝置

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用，該裝置能夠和螺栓緊密吻合，有效保護(hù)了地腳螺栓絲扣，為以后檢修工作的順利進(jìn)行提供了保證。

6 結(jié)論

該系列工器具的應(yīng)用最大程度地提高了勞動(dòng)效率，解決了威脅線路安全運(yùn)行的隱患，有效降低了輸電線路運(yùn)維成本，確保安全可靠運(yùn)行。

該系列工器具自投入使用以來(lái)，減少作業(yè)時(shí)間的同時(shí)提高了勞動(dòng)效率，告別了原有作業(yè)方式的復(fù)雜、繁瑣，填補(bǔ)了業(yè)內(nèi)空白，獲得國(guó)家專利3項(xiàng)，經(jīng)有關(guān)部門評(píng)審和科技查新表明，前3項(xiàng)研究成果達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

［1］宰紅斌，趙晉芳.采空區(qū)輸電線路的運(yùn)行維護(hù)與處治技術(shù)研究［J］.山西電力，2012（1）：12-15.

［2］王利紅，原慧斌，陳建斌，等.鐵塔地腳螺栓拆卸工具［P］.中國(guó)：ZL 201220122666.0，2013-01-16.

［3］宰紅斌.輸電線路采空區(qū)導(dǎo)地線懸垂串自動(dòng)調(diào)整裝置的研制［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（25）：16-17.

［4］宰紅斌，梁靜，宰洪濤，等.一種架空電力輸電線路可位移懸垂串［P］.中國(guó)：ZL 201120405736.9，2012-06-06.

Research and App lication of Special Tools for Transm ission Lines at Gob Area

ZAIHong-bin，WANG Li-hong，LEIDa
（State Grid Jincheng Power Supp ly Com pany of SEPC，Jincheng，Shanxi 048000，China）

To solve a series problems caused by the transmission line’s collapsion in gob,such as tower tilt,tower displacement，change ofspacing and tension on cables,differential foundation settlementand other issues，a series ofspecial tools and instrumentswere developed based on the characteristicsof tower in gob.Itsapplication on site proved itan effectiveway to solve the originalproblems，and the desired effectwasachieved,which ensured safe and stableoperation of the line.

gob；transmission line；toolsand instruments

TM726

B

1671-0320（2014）04-0019-03

2014-02-20，

2014-05-13

宰紅斌（1971-），男，山西晉城人，2008年畢業(yè)于三峽大學(xué)輸電線路工程專業(yè)，工程師，從事輸電線路運(yùn)行管理工作；

王利紅（1969-），男，山西晉城人，2011年畢業(yè)于山西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)，技師，從事輸電線路運(yùn)行維護(hù)工作；

雷達(dá)（1987-），男，山西運(yùn)城人，2011年畢業(yè)于中北大學(xué)電子信息工程專業(yè)，助理工程師，從事輸電線路帶電作業(yè)工作。