超高壓變電站狹窄空間組合式起重機的研制探析

李璐 連偉華 胡潤閣

摘 要：目前超高壓變電站檢修作業過程中需要幾種設備聯合作業，需要運輸車把相應設備運輸到指定位置，需要起重機把設備起吊到指定高度，然后還需要高空作業車載人進行安裝和維護作業，施工過程需要設備種類多，配合相對復雜。多功能組合式起重機械的研發能夠提供滿足周圍環境帶電要求的狹窄空間升降平臺、狹窄空間起吊機械、狹窄空間運輸平臺這三類施工設備需求，一物多用，并能在狹小空間使用。

關鍵詞：狹窄空間；組合式起重機；電力檢修

一、背景

隨著國家電網公司500kV典型變電站的大量建設和投運，占地面積小，設備安裝緊湊帶來的檢修空間不能滿足大型起重機械的矛盾越來越突出。經過調查，超高壓變電站內狹窄空間主要分為以下幾類，500kV設備區GIS間隔間空間狹小，是石子鋪墊路面不平整、硬度不夠，導致大型吊車、斗臂車難以進入，運輸車輛無法平穩通過；220kV設備區不論是敞開式還是GIS式，設備安裝緊湊，敞開式相間距離僅為4m，設備安裝基礎構架高2.5m，普通的吊車、斗臂車、運輸車輛是在非全部停電的情況下想安全進入并安全作業難度是極高的；同樣110kV設備區、35kV設備區、主變設備區的空間就更為狹小，普通的作業車輛難以滿足要求。遇到了雙列布置和三列布置的情況，常規檢修車輛無法進入檢修現場。因此，研制與應用滿足超高壓變電站狹窄空間的組合式起重機械具有重大的現實意義。[1]因此，如果能夠研制與應用滿足超高壓變電站狹窄空間的組合式起重機械，不僅解決大型起吊設備無法滿足狹小空間檢修的問題，而且將極大地改善現有檢修條件，提高檢修效率，減少停電時間。具有重大的現實意義。顯著提升我國電力檢修的技術裝備水平。

二、組合式起重機的設計

通過“研制目的-設計-制造-試用-修改-再試用-再修改”的技術路徑進行研發設計。同時，立足國內現有技術，遵循“先進、實用、經濟、可靠”的原則。執行現行有效的國家標準、行業標準和企業標準。充分運用優化設計、可靠性設計、維修性設計、價值工程等專業工程技術進行設計。[2]具有良好的三防能力。由于變電站內空間設備之間的狹窄性等特征，因此狹窄空間起重機的設計必須滿足其可通過性，且功能齊全。狹窄空間起重機具體分為兩大部分，上裝起吊部分和履帶行走部分，兩部分通過鎖緊機構連為一體。在進行作業時，由履帶底盤帶動上裝起吊部分行走到合適位置，支起支腿，將履帶底盤與上裝起吊部分分離，形成兩個獨立工作單元。然后上裝起吊部分單獨工作，能將設備吊送到指定工作位置。如需要高空作業，加裝上吊籃，具備升降平臺能夠，可作為高空作業車使用。其中履帶底盤可以作為運輸車，在狹小空間內外運送設備或配件，運到起吊位置，也可把拆下來的廢舊物品運出到指定位置，遙控操作。結構圖圖1所示。

帶吊籃完全收攏外形尺寸（長×寬×高）：4000mm×1000mm×1800mm（圖2）；支腿最大跨距（長×寬）：3800mm×3540mm（圖3），吊臂最大舉升高度：10米。主要性能指標如表1所示。

三、組合式起重機功能

多功能組合式起重機械裝置具有動力強、通過性強、體積小等特點，能夠解決滿足周圍環境帶電要求的狹窄空間升降平臺[3]、狹窄空間起吊機械、狹窄空間運輸平臺這三類需求，即使緊湊狹小的空間也能夠正常施工。吊、載兩部分能夠自由分離與組合，協同工作，也可單獨使用，不僅具有吊載功能，還具有貨物運輸功能。[4]實現一機多能、一機多用，減少現場工作設備進場數量。解決狹窄空間條件下，中大型起吊、運輸設備無法進入施工現場的問題，實現文明高效作業。減輕工作人員工作量，提高檢修效率和檢修水平。

采用電液控制系統，亦可以選用遙控操作的控制模式，減少了人力，操作方便；安全裝置采用先進的力矩限制，液晶屏幕顯示，實時顯示操作高度、角度、重量，作業狀態一目了然，過載保護時刻保證作業安全。高空作業平臺自動調平鎖定，360度旋轉，可根據施工要求微調角度，省時省力。

（1）可折疊式蜘蛛外形，能夠非常方便通過狹小空間，進入使用現場。蛙形支腿，既最大程度的利用了材料的力學性能，又極其方便的根據現場條件在合適的位置安置，不受場地限制。（2）履帶式設計載運平臺，解決變電站內復雜地面環境的行走問題。無死角轉彎性能，無論是變電站內石子鋪墊路面，還是草地路面均能適應。（3）采用模塊化設計吊、載平臺。集狹窄空間升降平臺、狹窄空間起吊機械、狹窄空間運輸平臺于一體。既具有吊載功能，還具有貨物運輸功能。（4）遙控操作的控制模式，不僅可以操控起吊機械的升降、360度無死角擺臂，而且還可以控制載運平臺，完成設備的搬運工作。遠距離超控，大大降低人身意外風險。

三、結論

技術方案立足于實際使用需求，從人機工程、等方面考慮，進行了深入的論證和優化，提出了一套完善的解決方案。[5]實現一機多能、一機多用，解決狹窄空間條件下，中大型起吊、運輸設備無法進入施工現場的問題。能夠滿足500kV設備區GIS間隔的狹小空間；220kV設備區GIS間隔的狹小空間進場作業維護，同樣適用于110kV設備區、35kV設備區、主變設備區的狹小空間的作業維護。同時適用于1000kV特高壓變電站內狹窄空間施工作業，做到了所有電壓等級的全覆蓋，因此，推廣應用前景廣泛，應用意義深遠。

參考文獻：

[1]周慎杰，王錫平，等.履帶起重機臂架有限元分析方法.山東大學學報（工學版），2005，35（1）：22-26.

[2]王俊美.履帶式起重機的安全使用及應用前景.科學技術創新，2011（5）：152-153.

[3]屈福政，劉海濤.履帶起重機臂架后傾動力學仿真.起重運輸機械，2005（12）：40-43.

[4]履帶式裝甲車輛推進系統通用規范.GJB 1445-1992.

[5]淺談電站建設項目施工機械管理規范[J].中國設備工程，2017，03：22-25.

作者簡介：李璐（1980-），男，碩士，正高級工程師，主要從事電力系統檢修管理工作。