柱上安装式电气设备吊装方法探究

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摘要：在户外运行变电站改造施工中，对柱上安装的电气设备（如线路电压互感器、避雷器、电流互感器等）进行吊装时，由于受到相邻运行间隔带电设备限制的情况下，使用其中机械吊装就比较难以实施了。因此我们根据柱上安装式电气设备的特点，研究出一种利用便携式双起重架装置进行吊装的新方法，经过现场实际应用，可以有效地降低停电需求，大大提高施工效率。该方法中所使用的一种便携式双起重架装置已获得实用新型专利授权，论文研究为进一步完善该施工方法的规范和流程，以便形成施工工法推广应用。

关键词：变电站；电气设备吊装；柱上安装；双起重架；旋转起重臂

目前，在电网系统中仍然存在许多户外敞开式结构的变电站，这种安装方式的电气设备，在新建变电站时可以通过吊车进行吊装，但在变电站运行后进行设备改造或抢修更换时，由于场地特点和临近带电设备，使用起重机械吊装存在安全距离上的限制，根据南方电网电力安全工作规程的要求，起重臂不应跨越带电设备或线路进行作业，在临近带电体处吊装作业时，起重机臂架、吊具、辅具、钢丝绳及吊物等与带电体的净空距离110kV不得小于5m、220kV不得小于6m，因此往往需要相邻运行间隔进行停电配合吊装，这给电网运行带来了巨大风险和压力。为此，我们需要研究新的施工方法，以解决上述情况下柱上安装式设备的吊装问题，使其既能避免相邻运行设备停电配合，又能安全、可靠地将电气设备吊装到基础立柱上。

1传统的解决方法

1.1搭设脚手架安装法

搭设脚手架人工吊装设备是其中一种解决方法。具体做法是：在电气设备基础立柱旁边，搭设高于设备安装总高度的垂直门型脚手架，在脚手架的顶端设置承重横梁，在横梁上装设拉链葫芦（如图1）。吊装时，用吊带将被吊设备与拉链葫芦连接，从而将设备提升至安装位置的高度，再用人工将设备就位到立柱上。这种方法可以克服吊车使用不便情况下的设备吊装，但其本身也存在了不少缺点，例如脚手架材料多、运输不便、架设复杂、消耗人力多等，在应用中不太方便，而且起吊重心不在中心点，吊装过程风险大，存在容易倾倒的危险。

1.2架设扒杆吊装法

扒杆吊装是人工土法吊装的一种，它是利用木结构或钢管搭接，组成三角形稳定结构，顶端加吊点，挂上拉链葫芦，用人工进行提升吊装（如图2）。扒杆吊装在无法使用起重机械的场合十分有效，但也存在一些的缺点，主要体现在以下几方面：第一，由于变电站柱上安装电气设备的安装高度一般比较高，架设扒杆时支撑脚需张开较大，容易受到场地限制。第二，高大的扒杆重量大，现场架设困难。第三，扒杆吊装应用起来有一定风险，不同受力情况也比较复杂，需事先进行受力分析和计算。第四，扒杆吊装只能上下移动，若要横向移动则非常不方便。

2便携式双起重架装置的研制

从柱上安装式电气设备的特点可以看出，其底座基础多为钢筋混泥土或钢管立柱，直径约300～400mm，高度约3～4m，设备安装在立柱顶端。我们根据这一特点，设计出一种新型的起重吊装工具，使柱上安装电气设备吊装施工更为高效便捷。

2.1新型起重装置的设计目标

体积小、可分拆组装、便携、运输方便；组装过程不需要借助起重机械；承重能力满足要求，起吊安全可靠；电气设备起吊后方便就位。

2.2新型起重装置的构成

新型起重装置总体设计为组合式结构，主要分为起重支撑杆、固定抱箍、吊臂、第二起重架几部分组成。其中，起重支撑杆采用4m长、直径φ100的空心无缝直钢管制作，定义为第一直管。第一直管的顶端，设置了一个T型起重臂，由连接直管和横梁构成，连接直管可套接在第一直管内，并且接口处设置了平面轴承，使T型起重臂可以灵活转动。连接直管与横梁T接的两侧设有三角形加强筋板，使其具有足够的机械强度。在横梁的上面设有吊环，用于组装时T型起重臂的吊装；横梁的下面设有吊环板，用于悬挂起重滑轮。由于T型起重臂处于第一直管的顶端，而且重量较重，组装时极为不便，于是在第一直管基础上设置了第二起重架，用于T型起重臂的吊装。第二起重架的支撑杆定义为第二直管，采用φ40mm的无缝钢管，其直管上设有若干通孔，用于调节高度。第二起重架的连接件包括固定环和螺栓，共有三个固定环焊接在第一直管上，固定环设有通孔，通过螺栓将第二直管与固定环固定，并可上下调节高度。在第二直管的顶端设置了第二起重臂，第二起重臂可套接在第二直管内，并可自由旋转；第二起重臂上设有滑轮，可方便起吊T型起重臂及一些轻一点的物体。根据新型起重装置的特点，我们将其命名为便携式双起重架装置（如图3），并取得了实用新型专利的授权。

3双起重架装置吊装的施工方法

（1）用抱箍根据安装高度将第一直管固定在电气设备的基础立杆上，同样根据高度觉得是否需要驳接加长直管（如图4）。（2）将第二直管套接在第一直管上的固定环上，调节好第二直管的高度，使其高于第一直管顶端需要安装T型起重臂的高度，通过螺栓固定；（3）将第二起重臂插接到第二直管上，在第二直管滑轮上穿上牵引绳。牵引绳绑在T型起重臂的吊环上，将其吊到第一直管的顶端，然后插接到第一直管上；（4）在第一起重臂的吊环板上挂拉链葫芦，并用吊带将被吊设备与拉链葫芦连接；（5）人工拉动拉链葫芦，将电气设备提升到安装位置高度，旋转T型起重臂，使电气设备准确就位。

4安全性论证

从户外布置的变电站来看，其支柱式安装的电气设备多为避雷器、电压互感器、电流互感器等，起重量在1t以内。本双起重架装置经过第三方检测，承受能力完全满足1吨受力吊重的要求，而且本吊装方式为紧贴基础立柱垂直吊装，其起重架受力与立柱受力较为一致，避免了因重心不稳而造成侧翻的风险，因此本吊装方法在实施过程中具有较高的安全性。

5实施应用效果

本双重起重架吊装方法先后在220kV开元站综合改造、220kV荔城站110kV线路改造、110kV绿兔甲线CT更换、110kV荔东甲线TYD更换等多项工程中应用，由于其吊装工具简单便携，架设方便，使用中不但节省了起重机械的台班费，也减少了安装劳动力，取得了明显的经济效益；同时由于双起重架吊装是依附电气设备的立柱进行，不用布置较大的场地，单间隔停电即可满足安全距离，因此减少相邻间隔的停电时间，提高了电网的运行质量。

6结语

本新型吊装方法，可以在起重机械不能到达的地方，方便地固定于杆塔的不同高度提升物品，既安全又简便。第二起重架不仅可以拆卸，而且能调节与第一起重架相对高度，以适应不同起重高度的要求，另外配置一条加长直管，以适用于更高的设备吊装；第一起重臂和第一直管可拆卸连接以及第二起重臂和第二直管可拆卸连接，以便搬运和安装，达到了吊装可靠、组装方便、占地小、省时省力的要求，使其在受限制的带电场地吊装设备应用更加灵活，提高设备吊装工作效率，在行业内具有普遍的推广应用价值。

参考文献：

[1]中国南方电网有限责任公司,中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程,Q/CSG510001-2015.

[2]中国南方电网有限责任公司组编,电网建设施工作业指导书(2012版)第2部分:变电电气安装,2012.

[3]刘源,110kV及以上变电站一次设备安装安全与质量控制,科技资讯,2015.

作者:何文富 康勇全 谢淑娟 单位:广州市电力工程有限公司