10kV配網不停電作業旁路柔性電纜架空敷設裝置的優化設計

王志軍 羅健斌 陳韜 梁國開

摘 要：隨著城市配網的迅速發展，10kV配網不停電作業是提高供電可靠性的重要途徑，開展不停電作業是社會進步和經濟發展的必然要求。在進行旁路作業時，采用柔性電纜架空敷設，可以極大程度的降低作業設備對城市交通的影響。在開展配網不停電作業的同時，必須以保證設備及作業人員的安全為前提，進而通過技術創新手段提高作業檢修效率和降低作業勞動強度。本文基于以上考慮，設計了一套旁路柔性電纜架空敷設裝置，本裝置的設計和研發可以促進不停電作業的高效開展，進一步提升不停電作業的安全性和可靠性。

關鍵詞：不停電作業；旁路柔性電纜；履帶車底盤；自動敷設裝置

1 現狀

當10kV配網系統進行故障檢修或例行維護時，在現場快速裝配一條臨時輸電線路，跨接該故障檢修或例行維護線路段。通過旁路開關操作，斷開該故障段電源，并將電源引向這條臨時旁路輸電線路，通過旁路系統保持對用戶的不間斷供電。同時進入停電狀態下的線路故障檢修或例行維護，確保工作安全。其原理圖見圖1。

在10kV配網進行旁路作業時，目前多利用電纜保護盒采用地面敷設的方式。電纜線路大多在交通繁忙、人口密度大的市區，地面敷設的方式對旁路設備的現場安全防護工作要求更高，特別是交通繁忙的路口，機動車輛的碾壓給旁路設備的安全運行帶來巨大的壓力。由于目前旁路電纜地面敷設保護盒多為硬質塑料制成，實際作業時僅允許2噸左右的轎車通過，無法滿足5噸以上的貨車通行的防護要求。路口均設置了專人看守，防止貨車通過，甚至與交通部門協作，嚴禁車輛通行。

上述情況一方面電纜旁路不停電作業給交通帶來了較大的影響，另一方面現場的交通狀況會給旁路作業現場的安全及防護帶來了較大的影響。

因此，有必要設計開發一套新型的旁路柔性電纜敷設裝置，本裝置采用自重450kg的履帶車作為載重底盤設計，具有靈活機動、可以適應復雜的作業環境的特點，并且配置了蛙式液壓支腿，完全可以滿足實際作業現場的載重需求，同時本裝置通過無線遙控可以實現自動控制，極大程度提高作業效率和勞動強度，具有極高的實用價值。

2 實施方案

旁路電纜過路口架空敷設裝置，選用液壓履帶車作為載重底盤，加裝液壓支腿，底盤的穩定性及可靠性完全可以滿足10kV配網旁路檢修作業的柔性電纜過道路架空敷設的載重需求。

旁路過街液壓履帶車是以自身電瓶為動力源，而驅動履帶車各個部件，以實現履帶底盤的行走、液壓支腿的擴展支撐，及支撐桿的翻轉和升降。使用時，控制履帶底盤移動到工作位后，展開液壓支腿，待將旁路電纜固定在過街橫向伸縮桿上后，然后翻轉和升降支撐桿，將旁路電纜舉升到一定高度，使其不妨礙道路的正常通行。

旁路柔性電纜架空敷設裝置需要2臺履帶車及結構件為一組，配合使用，每一臺履帶車及結構件如圖2所示。

履帶車配套的支撐腿為蛙式液壓支腿由支腿油缸、支腿擺臂及伸縮套筒組成。可以根據實際情況調整支腿展開的距離。使用時，車體重量由支腿承擔，每條支腿的靜載為1T。當該底盤在泥土地內使用，每個支腿在使用前，均需在支腿支腳下面墊上枕木。

升降桿及升降桿力矩總成安裝在履帶底盤上部，其主要功能是將旁路電纜舉升到道路的上空，電纜離地高度不小于6m，然后將兩臺履帶車上部的升降桿同步升起，升降桿的頂部都配置了自動伸縮桿，兩臺履帶車的自動伸縮桿伸出后完成球星連接，連接后的伸縮桿長度設計有6～12m的調節裕度，伸縮長度可滿足不同寬度的道路的旁路檢修作業，采用球形連接設計可以滿足升降桿不同步升降的弊端。本裝置還設計有限高預警功能，當限高預警裝置檢測到有超過設定高度的車輛欲通過作業區域時，實時發出告警信號，提示不允許穿行，極大程度上消除作業區域發生交通事故的隱患，裝置整體布置圖如圖3所示。

3 技術創新

鑒于10kV電纜線路在城市電網中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，隨著科學技術的進步以及旁路作業裝備的創新，本裝置在經過城市旁路作業柔性電纜過道路敷設需求的廣泛調研后，總結并化解風險點，形成一套旁路柔性電纜架空敷設裝置。

其主要技術創新點如下：

（1）旁路電纜過路口架空敷設裝置，采用450kg的液壓履帶車作為載重底盤設計，并且配置了液壓支腿，具備足夠的抗風、防傾倒的能力，底盤的穩定性及可靠性完全可以滿足10kV配網旁路檢修作業的柔性電纜過道路架空敷設的載重需求。

（2）由于普通輪式底盤對地面適應能力不及履帶底盤，因此本次設計的旁路電纜過路口架空敷設裝置采用履帶車底盤結構，以使其滿足車輛對于動力、穩定性、爬坡、涉水等要求，具有靈活機動、可以適應復雜的作業環境，并且通過履帶車運輸及自動敷設可以有效降低作業人員的勞動強度。

（3）用于旁路作業的兩臺履帶車上裝的橫向伸縮桿采用球形對接設計，對接后伸縮桿，以球形連接裝置為中心，兩側的升降桿可以縱向360°及橫向80°活動，可以完全克服兩側履帶車運行速度不一致及兩側升降桿升降速度不一致，因受力不均，導致設備結構損壞的隱患。

（4）本裝置到達旁路作業區域后，旁路柔性電纜固定在過街橫向伸縮桿上后，然后翻轉和升降支撐桿，將旁路電纜最高舉升到6m的高度，橫向伸縮桿的伸縮長度設計有一定裕度，可以適應不同道路寬度的旁路作業現場的柔性電纜架空敷設需求。

（5）本裝置在橫向伸縮桿上設計了紅外限高預警裝置，當限高預警裝置檢測到有超過設定高度的車輛欲通過作業區域時，實時發出告警信號，提示不允許穿行，極大程度上消除作業區域發生交通事故的隱患。

（6）采用無線遙控裝置可以自由控制履帶車底盤的運動以及上裝結構的提升回收，遙控裝置控制距離可達100m，操作簡單，極大程度的簡化作業人員對本裝置的操控需求，提高作業效率。

4 結語

鑒于10kV電纜線路在城市電網中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，結合旁路檢修作業現場的具體需求，進行旁路柔性電纜過道路架空敷設裝置的創新設計、設備組裝和試驗驗證，以保證裝置整體結構設計穩定合理、移動性好、操控便捷、絕緣可靠，具備超高車輛限行預警功能等等。確保在開展旁路電纜過道路架空敷設作業時，作業人員和設備的安全，保證旁路不停電作業的高效開展，對于提高10kV線路的供電可靠性及旁路電纜不停電作業技術的全面推廣與應用具有極其重要的意義。因此，關于10kV配網不停電作業旁路柔性電纜架空敷設裝置的技術創新和優化設計，也具有極高的實用價值和經濟效益。

參考文獻

[1]肖輝，牛捷.10kV電纜線路不停電作業旁路系統研究[A].全國第九次電力電纜運行經驗交流會[C].2012：27.

[2]楊曉翔，毛嬿萍.10kV配電網不停電作業中旁路柔性電纜的保護接地研究[J].華東電力，2013，41（8）：1711-1715.

（作者單位：廣州供電局有限公司）