輸電線路鐵塔液壓搶修裝置的研究與分析

王子琦 王彪 郭保林 段小俊

【摘 要】不同于一般建筑物，輸電線路鐵塔屬于高聳結構，一旦因人為或地質因素發生傾斜將影響周圍居民的正常用電，嚴重時還可能發生人身傷害。現階段我國對一般建筑物糾偏搶修積累了一定經驗，但對于輸電線路鐵塔的糾偏搶修研究則較少，而輸電線路鐵塔的結構、材料、基礎形式及受力情況與一般建筑物有較大的區別，為此本文將介紹一種新型的輸電線路鐵塔液壓搶修裝置，以期在不另立新塔的情況下完成糾偏搶修工作，避免長時間停電帶來的經濟損失和線路的可靠運行。

【關鍵詞】輸電線路 鐵路 傾斜 液壓搶修裝置

1 輸電線路鐵塔傾斜的原因

第一，鐵塔基礎設計不當。如某鐵塔塔形為KGU 1-45，全高為67.5m，呼稱高為45m，而基礎設計為獨立基礎未做加固處理。由于基礎分為獨立的四大塊，因此在運行過程中受周圍荷載和各種合力的影響，導致鐵塔基礎產生下沉和位移，塔身多出出現塔材彎曲變形的現象。

第二，人為因素。人為因素是指在輸電線路鐵塔下進行土石方開挖或者進行施工建設重型機械撞擊鐵塔以及人為報復毀壞鐵塔，盜取塔材破壞了鐵塔的整體穩定性等等。例如2009年，浙江嘉興地區風和日麗的情況下，一座30多米高的高壓線路鐵塔傾斜倒在附近一座鐵塔上，事后查明是因為有人盜走了鐵塔4個基座的專用螺栓。

第三，自然因素。自然的因素是山體滑坡泥石流導致的地基抗力降低，自然因素導致的地基失穩等。例如某地7月，因狂風暴雨造成山體滑坡，最終導致輸電線路鐵塔地基坍塌，塔體傾斜約45°，對線路運行、周圍行人及車輛的安全造成極大威脅。

第四，初始勘察時，對復雜地質條件的勘察有誤。2011年某地500kV輸電線路鐵塔因為基礎不均勻沉降而導致向送電側傾斜3%，后調查表明，發現該地地質條件比較復雜，地面以下10m處為軟塑、可塑地質，底部有溶洞和灰巖，而基礎設計埋深3.9m的階梯基礎并不適合現場地質條件，最終導致鐵塔的傾斜。

2 輸電線路鐵塔傾斜的常見處理方法

第一，另建鐵塔再停電移導線。此種處理方法是另選一塊地方重新建立一基鐵塔，再停電移導線（必要時要加長）、然后對舊鐵塔進行拆除。此種方法不僅需要消耗大量的人力物力和較長的搶修時間，而且施工時需要停電（停電申請麻煩且因電網停電造成的經濟損失巨大）。

第二，鐵塔傾斜一側的頂升。此種處理方法是將角鋼卡座裝在鐵塔傾斜側兩根主材角鋼上，通過螺栓卡緊鐵塔主材。扶正時人工操作千斤頂，頂升鐵塔傾斜一側，從而將傾斜的鐵塔原地扶正。此種扶正方式，在扶正過程中無法保證同時抬升鐵塔，不僅安全及可靠性較差，而且容易損傷主材之間的連接螺栓。

第三，地形條件變化造成鐵塔傾斜的處理方法。此種處理方法先用框架將原本獨立的4條塔腿連接起來，使鐵塔形成一個穩固的整體，然后打入靜壓樁，將沉降部分較大的一側用液壓千斤頂支撐起來進行灌漿，等混凝沙漿凝固后再將千斤頂撤出。

3 輸電線路鐵塔液壓搶修裝置的設計

3.1 設計思路

在鐵塔傾斜一側兩塔腿的內外兩側，分別布置兩個角鋼卡座；每個卡座下布置兩個液壓缸，分別位于傾斜側單個塔腿的內外側附近，用以頂升鐵塔；角鋼卡座與鐵塔主材角鋼連接，液壓泵站布置在鐵塔外適當位置，通過高壓軟油管與液壓缸連接，既可同時給四個液壓缸供油，又可向每個液壓缸單獨供油。采用四個比例流量閥、8個液控單向閥保證四個液壓缸既能同時升降，又能保證在任意位置保壓。

工作原理如圖1所示：

圖1 輸電線路鐵塔液壓搶修裝置的原理

3.2 技術關鍵

第一，載荷的確定。根據實際線路的各項參數，確定搶修設備的工作負荷，鐵塔頂升載荷應達到導、地線、金具及鐵塔自重。設計時用4個液壓缸同時提升，每個液壓缸承載為1/4。

第二，實現搶修過程同步升降和升降速度的可調節。液壓系統內安裝有兩個直動式溢流閥，八個液控單向閥，四支液壓缸上分別安裝了四個比例流量閥，用以控制液壓油流量。在電控柜操作面板上設有六個選擇按鈕，可控制四支液壓缸同步上升或下降的選擇按鈕，又可控制單支液壓缸單獨的上升、下降速度調節旋鈕，以及液壓系統急緊停車按鈕，以保證四支液壓缸同步升降，并實現單個或全部四支液壓缸升降速度的調節。

第三，搶修過程防止鐵塔變形的措施。為了保證鐵塔主材角鋼頂升過程中不受剪切力、扭力、不變形，在提升支架與鐵塔主材角鋼的連接方式上，采用了角鋼卡座連接方法。裝卡接觸面積大、壓力小、受力均勻，減小了鐵塔主材角鋼受力變形的傾向。

第四，搶修時發生緊急情況的急停控制及實施效果。在電控柜操作面板上設有一個緊急停車按鈕，當出現緊急事故時，可按下此鈕，使液壓系統停止向液壓缸供壓力油，液壓缸停止工作，傾斜的鐵塔處于停止狀態，待事故處理完成后，按箭頭方向旋轉急停按鈕使之復位，液壓系統再次啟動工作，進行搶修工作。

4 結語

本文所研制的輸電線路鐵塔液壓搶修裝置，具有如下特點：搶修時不用另立新塔、拆舊塔；搶修時使用液壓設備，加載過程平穩、安全可靠，無沖擊荷載；角鋼卡座裝卡方便、操作靈活，適用于多種鐵塔。實踐表明，輸電線路鐵塔液壓搶修裝置能夠將傾斜的鐵塔在原地恢復，大大節省了搶修時間和成本，避免了長時間停電帶來的經濟損失，非常值得在各地推廣和應用。

參考文獻：

[1]吳增輝，鄧開清.電力線路鐵塔原位帶電提升技術的應用[J].供用電，2010（3）.

[2]朱秋晨，方浩 等.自立式輸電線路鐵塔糾偏[J].供用電，2011（3）.