（国家电网有限公司直流建设分公司 北京 100052）
Research on Installation Method of ±1100kV Through-wall Bushing
Yao Bin,Li Tianjiao,Zhao Guoxin
(State Grid DC Construction Corporation, Beijing 100052,China)
摘要：昌吉换流站的±1100kV穿墙套管是目前世界上电压等级最高、长度最长的直流穿墙套管，其吊装方法并无可参考方法。本文从吊车的选择、专用吊架的选择、吊装工况等都进行了分析，形成了±1100kV直流穿墙套管工序安排，吊车选型及站位、安装方法以及安全质量控制措施等技术成果，为了今后同样设备的安装提供了借鉴。
关键词：±1100kV换流站工程；直流穿墙套管；吊装选择；工艺质量；
ABSTRACT: The ±1100kV through-wall Bushing at Changji Converter Station is the highest voltage and longest through-wall bushing in the world.This paper is analyzed the selection of cranes, the selection of special hangers and the lifting conditions,it’s formed a ±1100kV DC through-wall bushing process arrangement, crane selection and station location, installation methods and safety and quality control measures and other technical achievements, in order to provide reference for the future installation of the same equipment.
KEY WORD:±1100kV Converter Station Project; The DC Through-wall Bushing; Hoisting Selection; Process Quality;
1、引 言
1.1 工程概述
昌吉±1100kV换流站工程位于新疆昌吉换流站，本工程首次将直流电压进一步提升至±1100kV，输电容量提升到12000MW，实现了“直流电压、交流网侧电压、输送容量”全面提升，是我国乃至世界特高压直流输电技术创新的又一里程碑工程，对于特高压电网及全球能源互联网发展具有重大的示范意义。
1.2 安装工况
本工程直流场共有两种类型1100kV直流穿墙套管，本文对两种类型套管分别以类型一、类型二加以区别，其参数及外型如下所示：
表1昌吉换流站1100kV直流穿墙套管参数表
如表所示，本站1100kV穿墙套管共有两种安装工况，工况一为从阀厅到户内直流场，即户内-户内安装，该工况下套管水平安装，且采用从户内直流场（长端）向阀厅（短端）插入的安装方式；工况二为从户内直流场到户外的直流穿墙套管，即户内-户外安装，该工况下套管倾斜5°安装，采用从户外（长端）向户内（短端）侧安装的方式。
工况一安装示意如下图所示：
图1 1100kV穿墙套管工况一安装示意图
工况二安装示意如下图所示：
图2 1100kV穿墙套管工况二安装示意图
2、吊车选型及计算
根据设计文件可知，±1100kV昌吉换流站户内场建筑物平面和净空尺寸都较大，可以满足汽车起重机所需的平面及净空要求，因此本工程可以采用汽车起重机吊装方案。
本工程1100kV直流穿墙套管共有4支，套管起吊重量分别为8t，以下情况下的吊装机械（汽车起重机）及其受力工具进行选型。
2.1吊车作业半径R
直流穿墙套管分为两种安装工况，第一种安装工况为从户内直流场水平插入阀厅，极1安装1台；第二种安装工况为从户外直流场倾斜5度插入户内直流场，极1和极2各安装1台。本文以第二种安装工况为例进行阐述。
穿墙套管第二种安装工况情况下，套管摆放位置位于户外，空间较大，选择将汽车起重机摆放位置位于离墙体6.5m处垂直套管摆放，工作半径为r=12m，其吊装车辆吊装工位见图所示。
2.2 起升高度H
受力工具分析。受力工具采用吊带，以其斜拉角度不磨损套管、两根吊带之间的夹角不超过120度为必要条件，以吊点尽可能靠近法兰盘为充分条件，经综合计算类型一、类型二两种穿墙套管的受力工具分别分析如下。
类型一穿墙套管受力工具如下图所示进行布置，可知两根吊带之间的夹角为87度，吊点高度约5.9m。
穿墙套管安装高度为19.5m，套管吊装受力工具高度为5.892米，同时，取汽车起重机自带的吊具高2.5m。
综上所述，穿墙套管吊装时其起升高度至少达到H=27.9m
2.3 臂长L分析
根据L2=H2+R2，得出穿墙套管吊装时汽车起重机臂长L=30m。
2.4 机械选型
前文根据现场安装情况及平面布置情况对工作半径R、起升高度H、臂长L进行了分析，并已得出具体结论，现根据两种类型穿墙套管重量做出机械选型。
穿墙套管起吊重量为8t，类型一直流穿墙套管吊装采用80t汽车起重机，3t固定配重，选择主臂L=30.5m、作业半径R=12m时，额定起重量Q=13.2t，则G=8t小于额定起重量Q，同时，起升高度可达到要求高度H=27.9m，可以进行吊装作业。
3、直流穿墙套管吊装作业
±1100kV穿墙套管吊装时，须按照厂家说明书的要求，安装配重块，用专用吊具吊装。穿墙套管安装前各项前期准备工作充分做好，各人员和工机具全部到位，穿墙板的预留尺寸经复核应满足穿墙套管安装的要求。具体工序流程及工艺要求如下：
（1）开箱检查
检查包装箱内遮盖物完好，箱内无积水。产品技术文件齐全。
检查套管绝缘套表面完好无破损。
检查套管末端屏蔽引出点外观完好，密封紧密，接地连接可靠。
（2）安装专用吊具、配重块
根据产品技术文件的要求，安装好专用吊具。
根据产品技术文件的要求，安装、调整好配重块，安装好控制风绳。
（3）负载试验要求
吊装作业前，应先进行试吊进行负载试验，根据现场模拟试吊情况，如每条腿均受力工况良好，基础无明显下沉和不稳的现象，则模拟试吊一次成功。
先将套管吊离地面10-20mm，通过对配重块调整或调整吊具上的吊点位置控制套管水平，并悬停10分钟左右，观察是否有无异常情况。
吊装过程中，应控制上升及偏摆幅度，不得冲击操作。
（4）起吊作业
起吊前汽车起重机应已就位，直流穿墙套管存放位置及安装位置均位于汽车起重机的工作半径内，禁止吊物过程中升（缩）臂，起吊时汽车起重机的操作应严格按如下流程进行：
起吊作业时，类型一穿墙套管与类型二穿墙套管的起吊作业总体上相同，区别在于类型一穿墙套管工况二情况下，套管属于倾斜5度安装，下面对套管起吊作业步骤进行阐述，除第一步外，其他各步骤两种类型均相同。
第1步：利用配备在吊带上的链条葫芦和减轻套管配重的方式，对套管起吊角度进行调整，并利用倾角仪进行测量，确保其倾斜角度为5度，检查所有的受力工具、斜拉角度、吊装角度符合要求，待确认无误后进行下一步；
第2步：利用汽车起重机收钩将套管提升至安装位置高度，户内场侧、阀厅侧/户外场侧高空作业车驶入套管作业位置，人员就位并检查无误后进行下一步；
第3步：通过汽车起重机转臂、变幅、起落钩及套管两侧揽风绳操作等组合动作，将套管移动至距安装孔1m的位置，并对准安装轴线，确认无误后进行下一步；
第4步：通过汽车起重机转臂、变幅、起落钩等组合动作，继续将套管缓慢插入安装孔；
第5步：套管安装完成后，经检查确认套管已可靠固定后，分步骤拆除专用吊具及配重块，作业机械退出场地，清理作业现场。吊具及配重块拆除时，注意防止损伤套管。工作人员进行连接螺栓安装紧固、安装套管接地线、拆除套管配重、拆除揽风绳等工作；
第6步：吊装作业结束。
经仔细研究，汽车起重机吊装方式优点是机动灵活，安装或拆除直流穿墙套管时，需拆除的周围其他设备较少，缺点是吊装过程中对起重机操作员和起重指挥员的要求较高，操作过程需精准把握。
4、安全及质量控制措施
4.1 安全风险管控
表2直流穿墙套管安装风险点预控措施
4.2 质量要求
（1）严格按照产品技术文件要求选择吊点，正确使用专用吊具，防止套管受损。
（2）套管进入室内部分要求采取包扎措施，同时墙体预留孔孔壁圆内设置橡胶圈，防止套管在插入墙体预留孔时刮擦损伤。
（3）在插入墙体预留孔时，吊车操作人员慢慢操作，防止套管与墙体刮擦、碰撞。
（4）就位套管时，不得强行安装，吊车操作人员必须在信号人员统一指挥下小心操作。
（5）为防止场地表面损坏，吊车支腿须垫钢板和枕木。
5、结语
本文主要总结和提炼了±1100kV直流穿墙套管吊装方案讨论，作为目前世界上长度最长的直流穿墙套管，其吊装方法并无可参考方法，本次成功的安装就位在国内属于首创。由于提前策划，在整个吊装的过程中做到了安全、高效、节约，这也为将来同样设备的吊装打下了很好的技术基础。本文对吊车的选择、专用吊架的选择、吊装工况等都进行了分析，形成了±1100kV直流穿墙套管工序安排，吊车选型及站位、安装方法以及安全质量控制措施等技术成果，为了今后同样设备的安装提供了借鉴。
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论文作者:姚斌,李天佼,赵国鑫
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
标签：套管论文; 穿墙论文; 工况论文; 户内论文; 作业论文; 吊车论文; 昌吉论文; 《电力设备》2019年第7期论文;