摘要：目前应急抢修塔大多是采用在地面整体组装，再用抱杆起吊的，该种方法需要现场有较大面积的平地来组装抢修塔和进行倒落式起吊施工作业，最近几年的架空输电线路倒杆塔事故主要是的沿海台风、南方覆冰或山洪滑坡造成的，事故地点在山区较多，而现有的应急抢修塔结构和组装起吊方法受山区地形限制很难实现快速抢修。本文针对山区等地形提出新的抢修组装方案，对应急抢修塔结构进行优化研究，研制适用的提升吊装作业装备，从而满足快速应急抢修的需求。
关键词：应急抢修塔组立方案研究
1 引言
贵州的地形属于典型的喀斯特地貌，贵州电网的电力线路几乎都位于山区，冬季的潮湿空气极易发生冻雨或覆冰，因此输电线路安全风险较大，虽然电网做了相应的技术防范措施，但是事故难免还会发生，应急抢修预案也必须有。各运维检修单位储备了一定数量的应急抢修塔，现有应急抢修塔的结构只能采用整体倒落式组立，而贵州电网的输电线路大多在山区，山区很难在原塔基附近寻找到较为平整的组装应急塔和利用抱杆倒落式立塔的场地，所以遇到事故抢修时不能或及时发挥应急抢修塔的作用，影响事故抢修和恢复供电。应急抢修塔应该体现快捷的功能，而现有的结构和组立塔方案不适合山区等地形的抢修快速作业，为此贵州兴义供电局针对应急抢修塔适应山区快速组立进行相关的方案研究和装备研制，保证应急抢修塔能在山区的复杂地形的组装起立。
2 现有应急抢修杆塔的组立方法
2.1人字抱杆倒落式整体立塔方法：
现有的门型结构抢修塔基本上整体在地面组装后采用人字抱杆起立（见图１），立起后再打拉线固定。抢修塔在地面组装需要较大平整的场地，再考虑抱杆起立现场布置需要（见图－倒落式吊装布置图），如呼高为27米的110KV抢修塔最少应该有90米长，45米宽的场地才能保证施工作业。整体倒落式方式适合有平整场地的地方组立塔，如遇山区等就受到地形限制或难度较大。整体倒落式组立方案需要工具较多（见表1），且人字抱杆、机动绞磨等较为笨重，重量和应急抢修塔相当，同时增加搬运难度，也一定程度地影响应急抢修作业。
2.2单抱杆组立单塔柱的方法
目前对单相独立型的应急抢修塔采用单根组装后利用单根抱杆或人字抱杆再倒落起吊，虽然单相独立型组装场地面积要求小些，但是总体要求基本一样，长度也不变，工具除了个别情况有区别外基本一致，因此单根组立或门型整体组立的场地和工具基本相似，在山区等特殊地形条件下应急抢修塔同样存在施工难度和不便，甚至无法使用。
３.现有应急抢修塔存在的缺陷
3.1应急抢修塔没有高处作业防坠落保护，覆冰、冻雨、台风等特殊气候引发的倒杆塔抢修作业，由于特殊气候条件下有大风、冰冻等更应该考虑登高作业的安全，往往应急抢修时的作业环境还不能完全满足《电力安全工作规范》的要求，但是应急抢修是为了尽快恢复供电，又有抢时间抢进度的要求，因此作为应急抢修组合杆塔应该充分考虑作业人员的安全增加防坠落安全设施。
3.2应急抢修塔没能充分考虑山区的组立设计，现有的结构设计只是考虑整体组装再用抱杆起吊的方法，因此不能改变组立方法，如果采用新的工艺方法，无法安装配合提升装备，不能分节逐步自组装升高作业，因此必须对原有结构作相应的调整完善优化。
3.3应急抢修塔缺少通用型的设计，现有抢修塔基本以门型和上字型为主，如遇山区地形复杂处就没有合适的位置临时组立，为了克服这个难题，我们提出单相独立塔的结构，它对基础要求相对较低，适应性更强，因此要对原结构设计进行优化完善。
４.组立应急抢修塔创新方案的研究
4.1确定目标，根据现有抢修塔的缺陷和不足，特别是不适合山区作业的问题开展研究。
4.2方法比较筛选，目前传统立塔方案能适合现有抢修塔上使用的针对柱型的立塔方法只有利用抱杆整体倒落式和单根倒落式组立，当然用大型吊车可以吊装组立，但是大型吊车也不能在山区等复杂地形中作业，因此不在考虑范围内。
4.3方案形成，最终形成的抢修塔组立方案是采取分段组立，首先先将底节用拉线固定，然后提升装置配合小抱杆沿塔节的轨道上行在吊装位，再利用小抱杆上的传递绳提升塔节至安装位置，通过调整抱杆头的角度在高处作业人员的配合下将上下两节法兰对接并用螺栓坚固（图二分步组装图）。根据不同高度不断重复以上提升吊装、就位对接工序来完成组立工作（图三－总体吊装图），此组立塔方案需要的施工工具相比整体倒落式要少，且轻便（表2－新方案工具表）。为了确保方法可行有效采用三维造型再将各相关装置装配试验，并模拟验证吊装过程，最终确认可行。临时固定截面为500*500抢修塔底段，加装固定轨道配合提升小抱杆现场进行相应的试组立验证，虽然没有提升装置的提升配合，还是顺利提升对接，通过吊装验证证明此方法可行，且小抱杆的强度也符合要求。
5.应急抢修塔结构的优化研究
为了实现新的抢修塔的组立方案，除了验证方案外还应该对抢修塔进行优化设计，主要有以下方面的优化研究：
5.1塔型方案的优化，主要是增加单相独立型的结构，使应急抢修塔能组合成直线门型、单柱耐张、直线上字塔型更方便应急抢修替代事故杆塔（图四－３种塔型图）。
5.2应急抢修塔充分考虑特殊气候条件下登高作业人员攀爬及作业安全，为此结合提升装置的轨道设计为防坠落导轨，方便工人上塔时配合自锁器进行移动防止坠落发生。
5.3考虑新组立方案需要分节组合提升吊装装备的移动所需，同时兼顾防坠落导轨因此在塔段上统一设计轨道，轨道不但要承担吊装装备的移动，又要作为作业人员的移动保护，工作荷载考虑塔节重量85KG，还依据GBXXXX的对人员坠落防护导轨的要求，因此选择采用高强度铝全金作为塔段提升和防坠落导轨，导轨的规格为100×100×13。
优化后的抢修塔不仅功能更加完善，还可以实现分节组立，并在恶劣天气下能对登高作业人员实现移动防护。
６.应急抢修塔专用提升装备的研制
项目实施中首先需要有能快速分节提升和载人机器，为此我们寻求专业的生产厂家研制适合在应急抢修塔上安装使用，并能快速提升吊装，还能载人的装置。经过大半年的研制，已经研制成功在塔上使用的“充电式的提升和载人装置”（图五），装置主要技术参数见表3。为了保证施工和人员防护要求，该装置设计有超速、超重和坠落保护等安全机构。另外为了配合提升吊装又研制了塔上移动式小抱杆，它能在提升装置的支持下吊装并使塔段就位，为了防止移动过程中的小抱杆下滑专门又设计了小抱杆自锁器，同时也开发成功和工人安全带配套的防坠落自锁器用于登高人员的保护。
7 结束语
应急抢修杆塔新的组立方法和相关装置的研究成功，解决了目前困扰架空输电线路应急抢修的难题，提升了应急抢修塔的适用性、安全性，提高了抢修速度和效率，增加了登高作业人员的防护措施，从而保证了线路事故的应急抢修。该组立方法和相关装置具有创新性和实用性，不仅解决了生产难题，还提高了安全性能，具有推广应用的前景和意义，并有助于提高电力行业的应急抢修水平。
论文作者:杨瑞景,李勇辉,黄黔林,徐惠江,李定强,吕伟宏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
标签：作业论文; 山区论文; 立方论文; 杆塔论文; 地形论文; 装置论文; 方法论文; 《电力设备》2017年第16期论文;