一種110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具的研制與應(yīng)用

陶可鵬 倪惠浩

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東 江門 529000）

1 課題背景

隨著電網(wǎng)110 kV SF6斷路器類設(shè)備的規(guī)模擴大與運行時間不斷增加，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）文件要求，全省共有1 120個間隔需要加裝出線避雷器。

以上工作均涉及110 kV設(shè)備的現(xiàn)場吊裝，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5 m），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4 m，因此相當(dāng)多的站點單一線路間隔停電施工較難在短時間內(nèi)實施，需要將較大范圍的電網(wǎng)停電才能開展吊裝作業(yè)[1]。

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)和國網(wǎng)公司對吊車作業(yè)風(fēng)險和管控要求不斷提高。吊裝現(xiàn)場往往臨近帶電體，按最新南網(wǎng)公司頒發(fā)的生產(chǎn)場所吊機等大型機械作業(yè)工作指引要求，需要將吊裝工作提級為中風(fēng)險作業(yè)管控，且要求應(yīng)盡量陪停相鄰設(shè)備[2]。

為解決上述問題，本文介紹了一種110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具，在保證作業(yè)安全距離和人身安全的前提下，可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器等設(shè)備吊裝作業(yè)，并能迅速將110 kV設(shè)備安全轉(zhuǎn)運離開工作現(xiàn)場，為現(xiàn)場施工的便利性提供可靠保障[3]。

2 技術(shù)方案

對于變電站戶外110 kV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)場吊裝是其中一項工作量較大的工作，需要使用大型汽運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）因場地空間不足、現(xiàn)場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)備大修技改的一個關(guān)鍵節(jié)點，采用汽吊會受到空間與停電因素的嚴(yán)重制約，是一種低效、高風(fēng)險的檢修方式。

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

（1）吊裝工具適用范圍小，難以滿足110 kV、220 kV等級戶外柱上設(shè)備高度達(dá)5 m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，大幅增加了工作人員的勞動量；

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

針對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)場環(huán)境、作業(yè)對象特征的基礎(chǔ)上，研制出一種110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具，實現(xiàn)對110 kV設(shè)備的整體吊裝，提高了作業(yè)效率，降低了勞動量和安全風(fēng)險。

該110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具由吊裝單元和轉(zhuǎn)運單元兩部分組成，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)運單元為轉(zhuǎn)運推車。吊裝單元通過快速組合式安裝和人手簡便操作，可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器等吊裝作業(yè)，配置的轉(zhuǎn)運推車可承重400 kg，能迅速將110 kV設(shè)備安全轉(zhuǎn)運離開工作現(xiàn)場。

圖1 吊裝單元結(jié)構(gòu)示意圖

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、下兩個平面軸承組成，通過轉(zhuǎn)動雙平面軸承組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1 600 mm、2 600 mm的φ90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110 kV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，且可以大大縮短主受力桿件的長度，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行作業(yè)。旋轉(zhuǎn)式吊臂7設(shè)計有省力葫蘆掛鉤6，適配載荷為1 t的省力自鎖手動葫蘆進行吊裝作業(yè)，為現(xiàn)場施工的便利性提供了可靠保障。

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

（1）現(xiàn)場組合式結(jié)構(gòu)，能結(jié)合110 kV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，屈服強度高，密度低；

（3）設(shè)計登高腳踏板，方便人員上下組裝；

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

（5）設(shè)計手動升降葫蘆，方便人員吊裝操作；

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

3 應(yīng)用成效

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

在110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具掛網(wǎng)試運行期間，參考既有設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合試運行過程總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，形成了包括110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具計量檢定、運行維護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。

110 kV避雷器與斷路器現(xiàn)場吊裝圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 110 kV避雷器現(xiàn)場吊裝圖

圖3 110 kV斷路器現(xiàn)場吊裝圖

如采用常規(guī)汽吊作業(yè)，需每組110 kV設(shè)備安裝使用一臺8 t或12 t汽吊（1臺班），用車價格約為1 500元/臺班，全省共有1 120個間隔需要加裝出線避雷器，共需用車臺班數(shù)為1 120臺班。根據(jù)工程量計算，施工吊車成本總費用達(dá)168萬元，同時還要考慮擴大的停電范圍和需增設(shè)的安全監(jiān)護人員，供電可靠性的降低和人身安全風(fēng)險的產(chǎn)生。

如采用110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具進行吊裝，施工過程大約只需0.5 h，施工配合人員需3～4人，施工過程中吊裝費用支出為零。江門供電局2021年在110 kV出線避雷器專項反措施工中，直接節(jié)省的成本費用超16萬元。

針對該110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具掛網(wǎng)試運行工作總結(jié)如下：

（1）2020年至今產(chǎn)品試運行已滿兩年，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，花費約0.5 h即可順利地進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業(yè)，提高了設(shè)備運維安全性和供電可靠性；

（2）系統(tǒng)試運行階段，項目組未雨綢繆，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）試運行階段暴露的若干故障和缺陷，在項目組及時發(fā)現(xiàn)和積極采取合理措施進行完善的情況下，對系統(tǒng)總體功能未產(chǎn)生不良影響；

（4）試運行中對系統(tǒng)完善的過程鍛煉了隊伍的技術(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)品的性能得到了驗證和完善，可以進一步推廣。

4 結(jié)語

110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具設(shè)計載荷為400 kg，目前變電站現(xiàn)場的110 kV避雷器重量約為160 kg，110 kV斷路器單相極柱重量為270～300 kg，該吊裝工具可以滿足變電站現(xiàn)場的吊裝需要，能避免使用8 t或12 t汽吊作業(yè)；具備快速組合式安裝、滿足110 kV設(shè)備吊裝負(fù)荷和人手操作簡便的特點，在保證作業(yè)安全距離和人身安全的前提下，花費約0.5 h即可順利進行110 kV斷路器瓷柱、避雷器吊裝作業(yè)，并配置轉(zhuǎn)運推車，可迅速將110 kV設(shè)備安全轉(zhuǎn)運離開工作現(xiàn)場。110 kV設(shè)備現(xiàn)場吊裝工具為變電站現(xiàn)場施工提供了可靠保障，提高了作業(yè)效率，降低了勞動量和安全風(fēng)險，值得在電網(wǎng)系統(tǒng)進行全面推廣。