超高壓變電站狹窄空間組合式起重機(jī)的研制探析

李璐 連偉華 胡潤(rùn)閣

摘 要：目前超高壓變電站檢修作業(yè)過(guò)程中需要幾種設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，需要運(yùn)輸車把相應(yīng)設(shè)備運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?，需要起重機(jī)把設(shè)備起吊到指定高度，然后還需要高空作業(yè)車載人進(jìn)行安裝和維護(hù)作業(yè)，施工過(guò)程需要設(shè)備種類多，配合相對(duì)復(fù)雜。多功能組合式起重機(jī)械的研發(fā)能夠提供滿足周圍環(huán)境帶電要求的狹窄空間升降平臺(tái)、狹窄空間起吊機(jī)械、狹窄空間運(yùn)輸平臺(tái)這三類施工設(shè)備需求，一物多用，并能在狹小空間使用。

關(guān)鍵詞：狹窄空間；組合式起重機(jī)；電力檢修

一、背景

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司500kV典型變電站的大量建設(shè)和投運(yùn)，占地面積小，設(shè)備安裝緊湊帶來(lái)的檢修空間不能滿足大型起重機(jī)械的矛盾越來(lái)越突出。經(jīng)過(guò)調(diào)查，超高壓變電站內(nèi)狹窄空間主要分為以下幾類，500kV設(shè)備區(qū)GIS間隔間空間狹小，是石子鋪墊路面不平整、硬度不夠，導(dǎo)致大型吊車、斗臂車難以進(jìn)入，運(yùn)輸車輛無(wú)法平穩(wěn)通過(guò)；220kV設(shè)備區(qū)不論是敞開式還是GIS式，設(shè)備安裝緊湊，敞開式相間距離僅為4m，設(shè)備安裝基礎(chǔ)構(gòu)架高2.5m，普通的吊車、斗臂車、運(yùn)輸車輛是在非全部停電的情況下想安全進(jìn)入并安全作業(yè)難度是極高的；同樣110kV設(shè)備區(qū)、35kV設(shè)備區(qū)、主變?cè)O(shè)備區(qū)的空間就更為狹小，普通的作業(yè)車輛難以滿足要求。遇到了雙列布置和三列布置的情況，常規(guī)檢修車輛無(wú)法進(jìn)入檢修現(xiàn)場(chǎng)。因此，研制與應(yīng)用滿足超高壓變電站狹窄空間的組合式起重機(jī)械具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。[1]因此，如果能夠研制與應(yīng)用滿足超高壓變電站狹窄空間的組合式起重機(jī)械，不僅解決大型起吊設(shè)備無(wú)法滿足狹小空間檢修的問(wèn)題，而且將極大地改善現(xiàn)有檢修條件，提高檢修效率，減少停電時(shí)間。具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。顯著提升我國(guó)電力檢修的技術(shù)裝備水平。

二、組合式起重機(jī)的設(shè)計(jì)

通過(guò)“研制目的-設(shè)計(jì)-制造-試用-修改-再試用-再修改”的技術(shù)路徑進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)。同時(shí)，立足國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)，遵循“先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠”的原則。執(zhí)行現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。充分運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)、價(jià)值工程等專業(yè)工程技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。[2]具有良好的三防能力。由于變電站內(nèi)空間設(shè)備之間的狹窄性等特征，因此狹窄空間起重機(jī)的設(shè)計(jì)必須滿足其可通過(guò)性，且功能齊全。狹窄空間起重機(jī)具體分為兩大部分，上裝起吊部分和履帶行走部分，兩部分通過(guò)鎖緊機(jī)構(gòu)連為一體。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，由履帶底盤帶動(dòng)上裝起吊部分行走到合適位置，支起支腿，將履帶底盤與上裝起吊部分分離，形成兩個(gè)獨(dú)立工作單元。然后上裝起吊部分單獨(dú)工作，能將設(shè)備吊送到指定工作位置。如需要高空作業(yè)，加裝上吊籃，具備升降平臺(tái)能夠，可作為高空作業(yè)車使用。其中履帶底盤可以作為運(yùn)輸車，在狹小空間內(nèi)外運(yùn)送設(shè)備或配件，運(yùn)到起吊位置，也可把拆下來(lái)的廢舊物品運(yùn)出到指定位置，遙控操作。結(jié)構(gòu)圖圖1所示。

帶吊籃完全收攏外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：4000mm×1000mm×1800mm（圖2）；支腿最大跨距（長(zhǎng)×寬）：3800mm×3540mm（圖3），吊臂最大舉升高度：10米。主要性能指標(biāo)如表1所示。

三、組合式起重機(jī)功能

多功能組合式起重機(jī)械裝置具有動(dòng)力強(qiáng)、通過(guò)性強(qiáng)、體積小等特點(diǎn)，能夠解決滿足周圍環(huán)境帶電要求的狹窄空間升降平臺(tái)[3]、狹窄空間起吊機(jī)械、狹窄空間運(yùn)輸平臺(tái)這三類需求，即使緊湊狹小的空間也能夠正常施工。吊、載兩部分能夠自由分離與組合，協(xié)同工作，也可單獨(dú)使用，不僅具有吊載功能，還具有貨物運(yùn)輸功能。[4]實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能、一機(jī)多用，減少現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)備進(jìn)場(chǎng)數(shù)量。解決狹窄空間條件下，中大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)文明高效作業(yè)。減輕工作人員工作量，提高檢修效率和檢修水平。

采用電液控制系統(tǒng)，亦可以選用遙控操作的控制模式，減少了人力，操作方便；安全裝置采用先進(jìn)的力矩限制，液晶屏幕顯示，實(shí)時(shí)顯示操作高度、角度、重量，作業(yè)狀態(tài)一目了然，過(guò)載保護(hù)時(shí)刻保證作業(yè)安全。高空作業(yè)平臺(tái)自動(dòng)調(diào)平鎖定，360度旋轉(zhuǎn)，可根據(jù)施工要求微調(diào)角度，省時(shí)省力。

（1）可折疊式蜘蛛外形，能夠非常方便通過(guò)狹小空間，進(jìn)入使用現(xiàn)場(chǎng)。蛙形支腿，既最大程度的利用了材料的力學(xué)性能，又極其方便的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件在合適的位置安置，不受場(chǎng)地限制。（2）履帶式設(shè)計(jì)載運(yùn)平臺(tái)，解決變電站內(nèi)復(fù)雜地面環(huán)境的行走問(wèn)題。無(wú)死角轉(zhuǎn)彎性能，無(wú)論是變電站內(nèi)石子鋪墊路面，還是草地路面均能適應(yīng)。（3）采用模塊化設(shè)計(jì)吊、載平臺(tái)。集狹窄空間升降平臺(tái)、狹窄空間起吊機(jī)械、狹窄空間運(yùn)輸平臺(tái)于一體。既具有吊載功能，還具有貨物運(yùn)輸功能。（4）遙控操作的控制模式，不僅可以操控起吊機(jī)械的升降、360度無(wú)死角擺臂，而且還可以控制載運(yùn)平臺(tái)，完成設(shè)備的搬運(yùn)工作。遠(yuǎn)距離超控，大大降低人身意外風(fēng)險(xiǎn)。

三、結(jié)論

技術(shù)方案立足于實(shí)際使用需求，從人機(jī)工程、等方面考慮，進(jìn)行了深入的論證和優(yōu)化，提出了一套完善的解決方案。[5]實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能、一機(jī)多用，解決狹窄空間條件下，中大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。能夠滿足500kV設(shè)備區(qū)GIS間隔的狹小空間；220kV設(shè)備區(qū)GIS間隔的狹小空間進(jìn)場(chǎng)作業(yè)維護(hù)，同樣適用于110kV設(shè)備區(qū)、35kV設(shè)備區(qū)、主變?cè)O(shè)備區(qū)的狹小空間的作業(yè)維護(hù)。同時(shí)適用于1000kV特高壓變電站內(nèi)狹窄空間施工作業(yè)，做到了所有電壓等級(jí)的全覆蓋，因此，推廣應(yīng)用前景廣泛，應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周慎杰，王錫平，等.履帶起重機(jī)臂架有限元分析方法.山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2005，35（1）：22-26.

[2]王俊美.履帶式起重機(jī)的安全使用及應(yīng)用前景.科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2011（5）：152-153.

[3]屈福政，劉海濤.履帶起重機(jī)臂架后傾動(dòng)力學(xué)仿真.起重運(yùn)輸機(jī)械，2005（12）：40-43.

[4]履帶式裝甲車輛推進(jìn)系統(tǒng)通用規(guī)范.GJB 1445-1992.

[5]淺談電站建設(shè)項(xiàng)目施工機(jī)械管理規(guī)范[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017，03：22-25.

作者簡(jiǎn)介：李璐（1980-），男，碩士，正高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)檢修管理工作。