用于大高差輸電線路工程的架空索道驅動裝置研制

侯東紅，翟飛，劉建鋒，高永站

(河南送變電建設公司，鄭州市 450051)

0 引言

丹巴—大杠500 kV同塔雙回輸電線路是大渡河流域梯級電站電力外送的重要通道，由河南送變電建設公司承建的Ⅱ標段位于四川省甘孜藏族自治州丹巴縣、康定縣境內，工程起于開繞村N75塔，經中扎河壩、孔泥壩溝和磨子溝至猴子巖水電站。線路從猴子巖水電站起，為避讓大渡河左側大熊貓棲息地自然保護區，線路在大渡河右岸沿S211省道走線，翻越照壁山至孔玉鄉后沿大渡河右岸順山勢向南經巴射溝至巴射溝以西N142塔，線路長度為39.383 km，海拔為3 200～3 600 m，個別塔位高差達到1 700 m，材料運輸極為困難［1-2］。

本次索道施工運輸距離遠、高差大，按照文獻［3］的要求，最終確定采用多跨單索循環式索道運輸，設計最大運輸質量為1.5 t，最高運行速度為60 m/min。目前國內輸電線路工程貨運架空索道的現狀是:索道工作索、支架、貨車、地錨及牽引導向輪等部件均有成熟產品，但是缺乏設計成熟的驅動裝置，而驅動裝置是保證索道安全運行的關鍵機具［4-5］。因此本文研究了驅動裝置，以期為今后輸電線路工程施工架設臨時性簡易貨運索道提供技術支撐［6-7］。

1 索道驅動設備結構形式及傳動控制方式

1.1 設備結構形式

在分析現有汽車后橋式牽引機、張力架線牽引機結構優缺點基礎上，將設備設計成分體式，通過簡單組裝便可開展施工。具體設計分為原動力模塊、控制傳動模塊、動力輸出模塊3個部分。其中，原動力模塊與控制傳動模塊之間通過皮帶傳遞動力，發動機安裝在傾斜平行導軌上，便于張緊V形皮帶。控制模塊與動力輸出模塊之間通過液壓管路傳遞動力，液壓管路的聯接采用快速接頭型式。動力輸出部分采用絞磨磨輥形式，磨輥和減速機一體化設計，在一定程度上減輕了設備重量，設備結構如圖1所示。

圖1 設備結構Fig.1Device structure

1.2 傳動和控制方式

為提高施工效率、適應不同的運重，液壓傳動系統采用三泵并聯(1臺主泵、2臺輔助泵)、單馬達輸出的結構形式，如圖2所示。系統根據不同的負載自動控制泵端口的壓力閥，實現泵的開啟和閉合。以中型驅動裝置為例:當牽引力不超過15 kN時，主泵和2臺輔助泵同時工作;當牽引力為15～22 kN時，主泵和輔助泵Ⅰ工作、輔助泵Ⅱ泄流;當牽引力超過22 kN時，主泵工作、2臺輔助泵泄流。

圖2 三泵并聯Fig.2Principle diagram of paralleled three pumps

考慮到施工人員操作便利，設備工作狀態改用單手柄進行控制，實現設備啟動、停止、正向牽引、反向牽引等功能。索道運行速度通過調節發動機油門大小進行控制。

2 驅動設備的安全控制

2.1 制動控制

設備制動控制是保證索道運輸安全的關鍵因素，因此，在減速器輸入端設計了常閉式機械剎車，并在液壓系統中設置了平衡安全閥。當設備操作手柄(壓力切斷閥)扳至中位時系統主油路切斷，剎車油路壓力降至0，剎車片在彈簧力的作用下自動閉合，抱死傳動軸，設備制動。同時雙向平衡安全閥自動切斷馬達進出端口油路，馬達內部油液鎖定，在馬達內部形成保持停機前的系統壓力。為防止油管破損或其他意外事故導致的系統壓力瞬間損失，在馬達進出口設計了集成閥塊，將平衡閥插裝在閥塊內部。采用此雙重自動制動控制模式達到了文獻［3］的要求。

2.2 啟動控制

索道在運行過程中，繩索和運重存在動能和慣性，因此索道在啟動和停止過程中必須逐步改變繩索運行速度，避免發生繩索“顫動”現象。為此，操作手柄采用了三位四通Y型換向結構，并對原閥芯進行了倒角加工，如圖3所示。當操作手柄換位時，系統流量逐步增加至最大，實現平穩過渡，避免了設備流量突然改變引起的沖擊，導致牽引索顫動、支架傾翻。

圖3 操作手柄結構Fig.3Operation handle structure

3 驅動設備主要技術參數及優點

驅動設備主要技術參數如表1所示。

表1 牽引設備技術參數Tab.1Technological parameters of traction equipment

驅動設備主要優點如下:

(1)施工場地需求小、現場搬運方便。在山區、林區等地形復雜的環境中，驅動裝置采用分體式結構設計，可根據現場狀況靈活布置，縮短施工的準備時間，減輕人員的工作強度。在確定動力輸出模塊的工作位置后，可選用不同長度的液壓軟管連接原動機模塊與動力輸出模塊，使得驅動裝置的2模塊之間保持一定距離，操作人員能得到最佳的操作視野以及安全的操作位置，不用高速滑車即可滿足文獻［3］的要求。在需要轉場施工時，將驅動裝置拆解后即可由人力進行轉移，簡單快捷。

(2)工作平穩、傳動性能好。驅動裝置采用液壓傳動，液壓油具有緩沖作用，可吸收載荷的沖擊和振動，傳遞運動均勻、平穩，并可頻繁啟動。原動力模塊和控制傳動模塊采用帶傳動方式，V形皮帶傳動簡單、通用性強，并具有良好的撓性，可緩和沖擊、吸收振動，避免了發動機振動傳遞到控制系統，保證了系統平穩運行，也避免了發動機過載。

4 結語

本項目研究成果在500 kV丹巴—康定同塔雙回輸電線路新建工程Ⅱ標段中得到了應用，其優點獲得了實際驗證，解決了大高差線路工程貨物運輸的難題。我國“西電東送”工程已大范圍展開，西部大規模、高等級電網工程正在加速建設，工程安全性不容忽視。新型液壓索道驅動裝置采用機械剎車片式制動器和液壓平衡閥雙制動器結構，當設備停機時能夠自動制動，有效避免了索道運行飛車事故的發生，保證了電力施工貨運索道的安全運行。

［1］國家電網公司基建部.國家電網公司輸電線路工程貨運架空索道運輸標準化手冊［M］.北京:中國電力出版社，2010.

［2］DL/T 372—2010輸電線路張力架線用牽引機通用技術條件［S］.北京:中國電力出版社，2010.

［3］Q/GDW 418—2010輸電線路工程貨運架空索道運輸施工工藝導則［S］.北京:中國電力出版社，2010.

［4］孫竹森，繆謙，江明.輸電線路工程貨運架空索道標準化施工方案［J］.電力建設，2011，32(3):117-120.

［5］張錦周.一種施工運輸索道的設計［J］.廣東輸電與變電技術，2009，11(5):49-51，55.

［6］GB 540127—2007架空索道工程技術規范［S］.北京:中國計劃出版社，2007.

［7］GB 12141—2008貨運架空索道安全規范［S］.北京:中國標準出版社，2008.

(編輯:張磊)