一種八分裂導線提線器的設計研究

徐俠松 武文斌 謝 賓 陳 東

1。湖北省送變電工程公司 湖北武漢 430063 2.鎮江船艇學院 江蘇鎮江 212003 3.湖北省送變電工程公司 湖北武漢 430063 4.武漢大學動力與機械學院 湖北武漢 430072

一種八分裂導線提線器的設計研究

徐俠松1武文斌2謝 賓3陳 東4

1。湖北省送變電工程公司 湖北武漢 430063 2.鎮江船艇學院 江蘇鎮江 212003 3.湖北省送變電工程公司 湖北武漢 430063 4.武漢大學動力與機械學院 湖北武漢 430072

針對八分裂導線在間隔棒安裝過程中人工操作費時費力且危險程度較大的情況，通過兩種設計方案的分析比較，選定了更具優勢的一種設計方案，設計出了一種新型多功能八分裂導線提線機具，實現了導線“提線——調整——卡入間隔棒”半自動一體化功能，降低了整個提線過程的勞動強度，極大地提高了工作的安全性和效率。

八分裂；導線；提線器

一、研究背景

隨著我國越來越多地采用特高壓和超特高壓輸電，八分裂導線的應用也愈加頻繁。八分裂導線線束總截面大、子線數量多、子線間相對弛度及平整度難以控制，這給后期的緊線及附件安裝工作帶來了較大困難，目前國內基本都是靠人力全程完成，且至少需要六名工人在高空熟練配合作業。八分裂導線長度長、重量大，懸空高度高及高空的一些不確定因素都決定了其作業難度和危險程度較大。特別是為了把水平間隔布置的八根導線安裝到一個正八邊形的八分裂導線間隔棒的八個角上，不但需要將導線在與地面垂直的方向上上下移動，而且需要將各根導線在水平方向上左右移動。由于每根導線存在較大的向下負荷，因此人工安裝比較費時費力，且微調困難。目前國內主要采用人工葫蘆的方法進行提線安裝。

現以目前常用的一種提線方式——“一提二”方式就目前施工采取的方案進行簡單說明。一提二方式布置示意圖如圖1。

提線時，首先應根據計算，得出單根導線垂直荷載，考慮工具的安全系數、持續性和通用性，按照每根導線的載荷數，確定提起8根導線的最大載荷，進而確定每套提線器的額定載荷和鏈條葫蘆提線載荷。具體施工步驟大致如下：

（一）八分裂導線各子導線的編號及就位順序按方便于施工的原則而定。

（二）對于八分裂導線，可根據提線負荷和工器具配置的合理性，采用如下圖2所示的“兩線提線器”，并注意采取防止橫擔偏扭的措施。當負荷較大時，應在在橫擔前后對稱提線。當使用的提線器采用連板支撐子導線間距時，應注意從提線器的構造上或施工操作措施上采取子導線間距調整的措施。

（三）提線安裝時提線工器具一般取動荷系數為1.2。

（四）子導線提線器均懸掛在子導線最終安裝位置上方的施工孔上。

整個提線過程都是由人工來完成，且需多人在高空熟練配合進行，勞動強度大，風險性較高。提線完成之后，還要對導線進行位置調整，以便更能順利地安裝間隔棒。因此，我們設想，能否設計出一套新型八分裂導線間隔棒安裝提線機具，實現導線的“提線——調整——卡入間隔棒”過程半自動一體化功能，以降低整個提線過程的勞動強度，提高工作的安全性和效率。

二、總體設計思路

在設計過程中，我們根據實際情況，設計出兩種方案。

（一）方案一

1、總體結構該機構為類龍門吊式輔助提線及線路移動結構，見圖3所示。

所設計的提線裝置可以安裝四根導線，分別放在間隔棒的兩側，由電動葫蘆、提線器1，2、水平導軌和垂直導軌等部分構成，整個裝置通過2個電動葫蘆和2個提線器固定在鐵塔的頂部塔架之上。需要安裝的4根導線分別通過人工安裝在垂直導軌的下部，當垂直導軌沿齒輪軸上、下運動時，可以帶動導線在垂直方向上、下移動。水平導軌上裝有齒輪和齒條（如圖4所示），齒輪可以在走行電機驅動下沿齒條運動，從而帶動垂直導軌和導線左右運動。水平導軌可以在電動葫蘆的驅動下上下運動，調整導線的高度。提線器滑輪部分采用鏈輪機構，可以使用電機驅動鏈輪旋轉，從而調整兩根導線的相對高度。

2、結構特點

（1）劃分為兩部分。為了實現使用盡可能輕便的電機提起線的目的，本機構使用時將八根導線分為兩部分，即上部四根2、4、5、7及下部四根1、3、6、8（見圖2所示）。盡量減少每次提起導線的數量以降低對框架、電機的各項指標要求。

（2）提升自動化水平。為減少人員上塔數量，提高作業安全程度，特提供電力驅動導線運動。這也是本結構的重點、難點所在。因為此項作業為高空作業，危險性較高，上空風速較快，此種結構如不能在提起時提供良好的定位，就會造成線路的擺動。且此種擺動擺動方向大多相同，這會導致框架的平衡被破壞，在高空中“飛舞”甚至損毀。故而我們在導軌框架桿上提供多個定位卡口及卡銷，輔助提升時的線路定位。

（3）驅動裝置。突破性地實現了兩類驅動系統的分離，成功地減輕了框架整體重量，使得產品對框架材質的要求大大降低。

（4）定位精確，降低塔上工人施工難度。該機構可以將由機器完成絕大部分做功過程并完成初步定位，此時僅需要工人進行輕微移動（考慮到高空氣流的多變性，完成更為精確的定位會極大地提高成本）及固定即可完成裝夾。

（5）復雜情況的兼容性更為突出，可以實現較惡劣天氣下工作。為了能使施工單位可以更好更快地完成施工任務，我們特地調整過吊起、定位、提升再定位過程中框架的平衡維持方式。在框架首尾兩端輔助定位的穿線吊鉤，可以克服更大高空氣流的影響，實現在較為惡劣的天氣下工作，提高工時及效率。

3、使用方法

（1）固定裝置與導線的相對位置。通過電動葫蘆將裝置吊至到導線上方合適位置，并將導線夾緊于定位框內。

（2）固定提線器。將2個提線器固定在鐵塔上面。調整提線器的位置，將4根垂直導軌的下部分別與導線連接起來。

（3）豎直方向定位過程。啟動電動葫蘆，將裝置再次調整到便于安裝導線的合適高度位置。啟動提線器電機，提升導線的高度。通過調整提線器的鏈條，使得提線器兩端的導線相對高度發生改變，直到與間隔棒的安裝間距相同。

（4）水平方向定位過程。吊起過程結束后，由電機帶動齒輪在水平導軌上的齒條上行走至間隔棒的安裝位置，完成水平方向定位。

（5）裝入間隔棒。八根導線定位完畢后，將間隔棒放入指定位置，將導線分別卡入卡盤中。

（6）拆卸。拆開定位裝置與導線的連接和垂直導軌與導線的連接，通過電動葫蘆將裝置放回地面。

（二）方案二

1、總體結構

所設計的八分裂導線提線器由左動滑輪、右動滑輪、定滑輪、向上動滑輪、活塞缸、油泵、箱梁、垂直導軌、鋼絲繩1和鋼絲繩2等部分構成。箱梁的左右兩側各連接有液壓油缸，油缸的活塞桿與滑輪軸采用耳環連接，為左右動滑輪的移動提供動力；垂直導軌內部裝有垂直方向布置的油缸，油缸桿與滑輪軸也采用耳環連接，為向上定滑輪提供動力；鋼絲繩1水平的繞過左右定滑輪并且通過吊鉤與導線穩定連接；鋼絲繩2依次繞過左動滑輪、向上定滑輪和右動滑輪并且通過吊鉤交叉穩定的連接在導線上。具體結構如圖5所示。

2、工作原理

整個裝置通過定滑輪與鐵塔頂部塔架橫擔連接，地面的卷揚機通過地面牽引繩提吊整個提線機具。工作時鋼絲繩1的吊鉤和導線穩定連接（此時鋼絲繩2不起任何作用），隨后通過卷揚機將提線器連同導線提升至指定高度（當提線器位于該高度時，需滿足鋼絲繩1懸出的一段長度繞左動滑輪所形成的軌跡恰好經過該導線在安裝板上的安裝位置），如圖6位置一所示。這時將鋼絲繩2的吊鉤交叉穩定連接在導線上。通過液壓油泵對垂直布置的活塞缸供油，牽引鋼絲繩2向上運動，這樣鋼絲繩2就會交叉牽引導線移動，從而實現將導線移動到安裝板對應的安裝的位置目的，如圖6位置二所示。由于左右動滑輪可以在油缸的作用下移動，因此可以實現微調。

3、使用方法

（1）固定提線機具。通過人工在鐵塔上面安裝三個動滑輪，在左右兩側的動滑輪里安裝牽引鋼絲繩，將鋼絲繩的一端與提線器的滑輪連接，另一端與一臺卷揚機連接。啟動卷揚機，通過牽引繩可以將提線器沿著鐵塔一側將提線機具吊裝到鐵塔的頂部。然后啟動另一臺卷揚機，牽引鋼絲繩，將提線器放置水平（此時保證提線器的高度為給定值）。將固定繩安裝到提線器的向上動滑輪和鐵塔上的定滑輪。調松絞磨牽引繩，下放框架，人工調整框架與導線的相對位置，固定提線機具。

（2）連接導線。將提線機具鋼絲繩1的2個提線勾與導線固定在一起。拆除滑車。

（3）垂直方向定位過程。由地面絞磨的牽引繩將導線提升到給定高度。

（4）水平方向定位過程。將提線機具鋼絲繩2的2個提線勾與交叉與導線固定在一起，保持地面絞磨不動，由垂直方向的油缸牽引鋼絲繩2將導線牽引至安裝點，完成水平方向的定位。

（5）裝入間隔棒。導線定位完畢后，人工將導線卡入間隔棒卡盤中并且固定。

（6）重復使用。拆開鋼絲繩與導線的連接，啟動地面絞磨，牽引繩帶動框架提升。同時啟動電動機，將左、右滑輪移動到合適的位置。向上動滑輪在重力左右下向下運動。安裝其他編號的導線時，需要調整固定繩的長度。

（7）拆卸。先拆開固定繩與定滑輪的連接。再調整兩個絞磨的松緊，拆開一個定滑輪與框架的連接點。利用另一個絞磨，在提線機具重力的作用下，可以將提線機具吊裝放回到地面。

三、結論及展望

（一）結論

方案一和方案二比較起來有以下幾點不同：

1.方案二結構更加安全，變性較小，方案一齒條長度較大，受載時變形較大；

2.方案二采用的是液壓裝置，便于解決動力問題，方案一需要多個電機，成本較高且無法解決動力問題。

3.方案二中施工人員可以站在提線器上作業，提高了安全性，同時在提線器安裝有扶手，便于施工人員作業。

因此，由于施工現場施工條件的限制，綜合考慮動力因素、安全因素、成本因素等，我們選擇方案二。

（二）展望

八分裂導線間隔板安裝只有通過人工高空作業安裝，存在很多問題，通過研制新型的可以解決目前八分裂導線間隔板安裝問題，具有如下優點：

（一）提高了施工安全。八分裂導線最大截面直徑達到1250mm2，單根導線重量達到5t，安裝人員只能在高空踩著導線作業，沒有手扶位置，提線費力，難度很大。采用該機具之后施工人員可以坐在提線架上，只需要操作手柄就可以將導線安裝到位，節省了人力，也保證了安全。

（二）提高了施工效率。人工安裝導線時單根提線，采用該機具之后施工人員成對提線，借助于液壓系統的動力，加快了提線速度，從而提高了施工效率。

（三）減少了用工數量，提高了經濟效益。人工安裝導線時由于導線很重，最少需要八個人，采用該機具之后安裝間隔板只需要兩個人即可，節省了人力，加快了功效，從而提高了經濟效益。

[1]楊懷偉,王彤,齊巖.1000 kV特高壓輸電線路架線施工方案論證[J].研究與探討,2007,35(3).

[2]曾生偉,趙世興.1000 kV 特高壓線路八分裂導線架設技術[J].青海電力,2014,33(1).