直升機放線滑車的研制

陳家倫

(寧波東方電力機具制造有限公司，寧波市，315104)

0 引言

目前，輸電線路張力架線通常采用的施工工藝如下:根據(jù)現(xiàn)場情況及導引繩的長度，依靠人工在地面將導引繩分段分散展放到線路上，各段導引繩穿過放線滑車后用抗彎連接器進行連接，然后利用導引繩來張力展放牽引繩。據(jù)國外某工程的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在一般地形條件下展放1根導引繩(3 km左右)利用直升機只需要15 min，而由15人組成的施工隊常規(guī)施工需工作3天［1］。人工地面展放導引繩前必須先清理線路走廊，這個過程中涉及青苗賠償?shù)纫幌盗袉栴}，而且在崇山峻林以及跨越河谷等極端地形條件下，人工地面展放導引繩極其困難，這時，采用直升機放線工藝顯得相對經(jīng)濟。一般采用直升機展放導引繩，而張力放線還是采用傳統(tǒng)的施工方法。國內(nèi)現(xiàn)有的直升機展放導引繩工藝大多采用朝天滑車來承接導引繩［2-5］，需要由人工爬上每個鐵塔，把導引繩置換放入到放線滑車中。本文根據(jù)直升機展放導引繩工藝實際需要，介紹導引繩可直接落入放線滑車輪槽中的直升機放線滑車研制情況。

1 直升機放線滑車的技術(shù)參數(shù)及總體組成

1.1 直升機放線滑車的主要技術(shù)參數(shù)

美國某工程公司向?qū)幉|方電力機具制造有限公司提出直升機放線滑車的訂貨意向。根據(jù)適用的三分裂Martin型鋼芯鋁絞線(aluminium conductor steel reinforced，ACSR)的技術(shù)參數(shù)(外徑為36.17 mm，單位質(zhì)量為2 582 kg/km)，確定所研制的直升機放線滑車的主要技術(shù)參數(shù)。最終確定直升機放線滑車型號為SHD－3N －800/100Z，額定負荷為100 kN，安全系數(shù)為3［6-7］，采用φ916 mm的澆鑄尼龍(monomer casting nylon，MC尼龍)滑輪，底徑為800 mm，輪寬為110 mm，輪槽半徑為40 mm，引導臂長度為700 mm，質(zhì)量不超過160 kg。

1.2 直升機放線滑車的的總體組成

直升機放線滑車除了包括MC尼龍滑輪、滑輪軸、左右架體、聯(lián)板等常規(guī)放線滑車部件外，還包括導引繩引導臂、偏心轉(zhuǎn)動門、觸動桿、對中活門、左吊桿、右吊桿及防滑車擺動梁等直升機放線滑車專用部件，如圖1所示。這些直升機放線滑車專用部件都安裝在滑車的左右架體上。

圖1 直升機放線滑車總體結(jié)構(gòu)Fig.1 Structural sketch of helicopter stringing blocks

2 直升機放線滑車的主要創(chuàng)新技術(shù)及特點

2.1 整機性能

直升機放線滑車的額定負荷為100 kN，安全系數(shù)為3;最大適用導線直徑為40 mm，偏心轉(zhuǎn)動門觸動桿觸發(fā)力不大于8 N。滑車總體按 DL/T 875—2004《輸電線路施工機具設(shè)計、試驗基本要求》和DL/T 371—2010《架空輸電線路放線滑車》標準通過型式試驗。

2.2 導引繩進入系統(tǒng)

導引繩進入系統(tǒng)主要由導引繩引導臂、偏心轉(zhuǎn)動門、觸動桿、偏心輪夾座和右吊桿等組成，如圖2所示，(圖示為準備狀態(tài))。導引繩引導臂與水平面的夾角為45°，長度為700 mm。偏心轉(zhuǎn)動門采用青銅材料，外徑為150 mm，轉(zhuǎn)動面半徑為62 mm，設(shè)有寬20 mm的容繩槽，觸動桿一頭的定位塊在準備狀態(tài)時卡在偏心轉(zhuǎn)動門的定位槽中。

導引繩進入系統(tǒng)的工作原理如圖3所示。直升機放線滑車吊掛在鐵塔時為圖3(a)的準備狀態(tài)，容繩槽對準引導臂方向。直升機展放出來的導引繩落在導引繩引導臂上，沿引導臂滑落，并靠近偏心轉(zhuǎn)動門，觸碰準備狀態(tài)的觸動桿，觸動桿轉(zhuǎn)動帶動定位塊從偏心轉(zhuǎn)動門的定位槽中脫出，同時導引繩進入偏心轉(zhuǎn)動門的容繩槽。這時依靠滑車自身的質(zhì)量帶動偏心轉(zhuǎn)動門順時針轉(zhuǎn)動，如圖3(b)所示。直到偏心轉(zhuǎn)動門的容繩槽與滑車右架體的內(nèi)側(cè)連通，導引繩完成從滑車外側(cè)進入滑車內(nèi)側(cè)的動作，如圖3(c)所示。

2.3 導引繩對中活門系統(tǒng)

導引繩完成從滑車外側(cè)進入滑車內(nèi)側(cè)的動作后，還需要使其自動落入中間滑輪的輪槽中，此項操作需要采用導引繩對中活門系統(tǒng)實現(xiàn)，如圖4所示。對中活門系統(tǒng)主要由對稱的對中活門、支座和拉簧等組成。

圖4 導引繩對中活門Fig.4 Sketch of centering valve

對中活門系統(tǒng)動作原理是:使用前把對中活門扳到準備狀態(tài)待用;從偏心轉(zhuǎn)動門容繩槽出來的導引繩落在對中活門斜坡上，并沿斜坡滑入而最終進入中間滑輪的輪槽中，完成導引繩對中動作。

架線施工的導線牽引方向如圖4所示，當“一牽3”牽引走板順方向進入放線滑車時即同時頂開左右兩側(cè)的對中活門，對中活門受拉簧控制，最后處于打開狀態(tài)，“一牽3”牽引走板即可通過放線滑車。

2.4 防滑車擺動梁

為防止直升機放線滑車導引繩引導臂的前后擺動而影響導引繩準確落到導引繩引導臂上，直升機放線滑車設(shè)計時適當加長了底梁的長度，使底梁可以用作防滑車擺動梁。使用時采用輔助繩連接防滑車擺動梁與鐵塔，約束滑車的擺動。

另外，也可以采用多吊點聯(lián)板來解決直升機放線滑車擺動的問題。

3 樣機試驗

2011年4月，在本公司內(nèi)的試驗場對所研制的直升機放線滑車進行了導引繩展放模擬試驗和牽引走板過滑車試驗。

導引繩展放模擬試驗:采用導引繩為φ6 mm的迪尼瑪繩進行試驗，試驗結(jié)果表明導引繩能從導引繩引導臂上順利地落入滑車的中間滑輪槽中，偏心轉(zhuǎn)動門觸動桿觸發(fā)力測試平均值為5.3 N，符合不大于8 N的設(shè)計要求。

配對的“一牽3”牽引走板過滑車試驗:牽引走板到達滑車時能方便地頂開對中活門，而且對中活門在拉簧作用下打開到位，各動作符合設(shè)計預期。

直升機放線滑車的其他試驗按DL/T 875—2004和DL/T 371—2010標準的型式試驗條款進行，包括外觀檢查、基本參數(shù)測量、100 kN額定載荷試驗、125 kN過載試驗和300 kN破壞試驗等，載荷試驗在600 kN的拉力試驗機上進行。試驗結(jié)果表明，所研制的直升機放線滑車各項性能參數(shù)符合設(shè)計標準要求。

偏心輪夾座(見圖2)因為存在比較精密的配合轉(zhuǎn)動部位，考慮到施工場地可能會積聚灰砂，影響偏心轉(zhuǎn)動門的正常轉(zhuǎn)動，因此在轉(zhuǎn)動部位的低點增加設(shè)置了灰砂排出槽。

4 結(jié)語

目前批量生產(chǎn)的SHD－3N－800/100Z型直升機放線滑車已出口美國和瑞士，并在架線施工中使用，使用效果良好。

國內(nèi)現(xiàn)在還沒有推廣使用直升機放線施工工藝，主要原因是該施工工藝不具有經(jīng)濟性優(yōu)勢，但是隨著勞動力成本的提高，環(huán)境保護意識的增強，直升機放線施工工藝會逐步顯現(xiàn)出比較優(yōu)勢。

［1］孫大同.送電線路的直升機、飛艇、氣球施工技術(shù)介紹［J］.浙江電力，1996(1):50-53.

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［6］DL/T 875—2004輸電線路施工機具設(shè)計、試驗基本要求［S］.北京:中國電力出版社，2004.

［7］DL/T 371—2010架空輸電線路放線滑車［S］.北京:中國電力出版社，2010.