支柱復(fù)合絕緣子雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案的應(yīng)用

李章玉，茶霖宇，韓易容

（云南送變電工程有限公司，云南 昆明 650233）

0 前言

隨著電網(wǎng)的強勁發(fā)展，特高壓直流輸電的建設(shè)已經(jīng)成為電網(wǎng)建設(shè)中舉足輕重的一部分。特高壓直流輸電技術(shù)集輸電容量大、輸電距離遠、輸電可靠性高、控制方式靈活等優(yōu)點于一身，直流輸電系統(tǒng)中換流站電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行決定了整個直流輸電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及可靠性。換流站內(nèi)直流場設(shè)備運行電壓等級較高，設(shè)備質(zhì)量較大，通常采用支柱復(fù)合絕緣子作為電氣設(shè)備及導(dǎo)體的支撐件。該類型絕緣子具有很高的抗彎性、抗沖擊性、抗震性和防爆性能，被廣泛應(yīng)用于直流母線、直流隔離開關(guān)等電氣設(shè)備中。因此，安裝數(shù)量龐大、安裝精度控制嚴格、耗時長是支柱復(fù)合絕緣子的安裝特點。為了提升支柱復(fù)合絕緣子的安裝效率、提升安裝精度、降低安裝作業(yè)風(fēng)險、減少安裝資源投入，需科學(xué)合理的策劃施工方案，采取創(chuàng)新、有效的技術(shù)手段確保安全風(fēng)險可控。

1 應(yīng)用場景

近年來，支柱復(fù)合絕緣子作為換流站內(nèi)大型電氣設(shè)備、導(dǎo)體的支撐件，展示了不可替代的作用，其安裝質(zhì)量、安裝工藝也決定了電氣設(shè)備、導(dǎo)體運行的穩(wěn)定性。因其尺寸、質(zhì)量、外觀、材料的不統(tǒng)一性，也衍生了多種安裝方法。

以昆柳龍直流工程中±800 kV 昆北換流站工程直流場規(guī)模為例，該直流場雙極呈對稱格局布置，充分利用極母線與中性母線的空間，在有限的空間內(nèi)向高處延伸，充分應(yīng)用支柱復(fù)合絕緣子的特性支撐導(dǎo)體。直流場雙極高端共布置800 kV 支柱復(fù)合絕緣子50 支，每支絕緣子由2 節(jié)獨立絕緣子通過法蘭、螺栓連接組成。同樣組成形式，雙極低端、中性線區(qū)域分別布置400 kV 支柱復(fù)合絕緣子52 支，120 kV 支柱復(fù)合絕緣子110 支?，F(xiàn)場安裝數(shù)量龐大，安裝精度要求較高，對制定合理、安全、高效的吊裝方案有較高要求。

2 施工方案比選

根據(jù)以往常規(guī)設(shè)備吊裝方法及經(jīng)驗，可分為逐節(jié)吊裝方案、頂部吊點吊裝方案兩種。本次實踐中提出了一種創(chuàng)新的吊裝方案為雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案。具體如下所述。

2.1 逐節(jié)吊裝方案

逐節(jié)吊裝是一種常規(guī)、常見的安裝方法，就是將各節(jié)支柱絕緣子逐次起吊，每一次起吊后高空作業(yè)人員逐節(jié)對絕緣子進行安裝固定的方法。該方法需要地面、高空人員同時配合進行，先起吊最下層一節(jié)絕緣子進行安裝固定，之后起吊中間一節(jié)絕緣子安裝固定，再起吊最頂端一節(jié)絕緣子安裝固定。所需地面作業(yè)人員2人，高空作業(yè)人員2 人，吊車司機1 人，高空車操作人員1 人，吊車1 臺，高空作業(yè)車1 臺。如圖1 所示。

圖1 逐節(jié)吊裝示意圖

2.2 頂部吊點吊裝方案

頂部吊點吊裝，是在地面用螺栓將多節(jié)絕緣子連接固定后，用尼龍吊帶在頂部絕緣子頂端固定牢固，再整體起吊安裝的方法。該方法需地面作業(yè)人員將各節(jié)絕緣子連接固定，吊裝之前需考慮整體支柱絕緣子的起吊質(zhì)量，選擇一根合適的尼龍吊帶，將吊帶在頂部絕緣子頂端位置綁牢固定好，再整體同時起吊安裝。此方法避免了高空安裝作業(yè)，僅需在整體安裝固定后，人員利用高空車到頂部吊鉤處解除吊帶。所需地面作業(yè)人員2 人，高空作業(yè)人員1 人，吊車司機1 人，高空車操作人員1 人，吊車1 臺，高空作業(yè)車1 臺。如圖2 所示。

圖2 頂部吊點吊裝示意圖

2.3 雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案

雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b，是在地面用螺栓將多節(jié)絕緣子連接固定后，利用兩根合適的吊帶在絕緣子中部連接法蘭處打結(jié)固定、綁牢，再順著同一側(cè)向絕緣子頂部交叉延申，形成“X”型起吊支撐結(jié)構(gòu)。頂部利用一根短吊帶將兩根吊帶從反面“箍”牢，后同時起吊兩根吊帶進行安裝的方法。同時，在中部法蘭雙吊帶系扣處栓系一根尼龍繩，用于吊裝完成后吊帶“解扣”。該方法避免了高空作業(yè)，吊裝固定后，利用吊車吊鉤及拉繩便可將吊帶輕松脫落，整個吊裝過程安全、效率高。所需安裝人員2 人，配合人員2 人，吊車司機1 人，吊車1 臺。如圖3 所示。

圖3 雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b示意圖

2.4 吊裝方案對比

以昆北換流站800 kV 支柱復(fù)合絕緣子作為試件（該絕緣子設(shè)計總長為12.15 m，分為上下2 節(jié)組裝而成，下節(jié)長度6.10 m、重472 kg，上節(jié)長度6.05 m、重464 kg），分別用以上三種方案分別對其進行現(xiàn)場組裝，并分別記錄三種吊裝方案情況下作業(yè)時間、人員投入、機具投入、成本投入、高空作業(yè)風(fēng)險，得到如表1所示的數(shù)據(jù)。

表1 方案對比數(shù)值

方案對比效果：通過表中記錄和現(xiàn)場實際情況進行方案對比、分析，創(chuàng)新的雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案在單只支柱絕緣子吊裝過程中實現(xiàn)吊裝時間減少約50%，成本投入節(jié)約超過30%，且因不涉及高空作業(yè)，極大程度降低作業(yè)風(fēng)險。確定采用此方案完成現(xiàn)場支柱復(fù)合絕緣子吊裝的作業(yè)。

3 施工流程及管控重點

3.1 施工流程

本流程適用于雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案中支柱復(fù)合絕緣子（或其它支柱式設(shè)備）吊裝、檢修作業(yè)，施工流程如圖4 所示。

圖4 施工流程

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 資源準(zhǔn)備

同樣以昆北換流站800 kV 支柱復(fù)合絕緣子為例，資源準(zhǔn)備如下：

1）工器具、吊車準(zhǔn)備：該類型絕緣子總長12.15 m，上節(jié)絕緣子長6.05 m，總重936 kg。按照安全可靠、經(jīng)濟適用的原則，現(xiàn)場選擇長度8 m，承重5 t 尼龍吊帶2 根；選擇長度1 m，承重1 t 尼龍吊帶1 根；“解扣”尼龍繩1 根。

吊車選擇根據(jù)吊件質(zhì)量、作業(yè)半徑、起吊高度等因素綜合分析，現(xiàn)場選擇25 t 吊車一輛。

所有工器具、車輛均經(jīng)過試驗檢驗、外觀檢查并經(jīng)報審合格后投入使用。

2）人員準(zhǔn)備：地面組裝人員2 名，安全監(jiān)護人1 名，吊車司索員1 名，吊車操作員1 名。

3.2.2 技術(shù)準(zhǔn)備

1）方案編制。依據(jù)現(xiàn)場實際情況，吊裝作業(yè)前編審?fù)瓿伞吨е鶑?fù)合絕緣子吊裝專項方案》。

2）吊具核算、檢查。吊裝作業(yè)前，對吊裝作業(yè)所用吊帶、吊車、卡環(huán)等吊具進行全面安全檢查，確保所有吊具滿足吊裝要求。

3）吊裝受力示意圖如圖5 所示，單根吊帶受力計算如下：

圖5 吊裝受力示意圖

總質(zhì)量：464 kg+472 kg=936 kg

總重力：936 kg×9.8 N/kg=9173 N

根據(jù)吊帶出場試驗報告，5 t 吊帶滿足吊裝要求。

4）試吊：支柱絕緣子吊起離地約10 cm 時，停止起吊，觀察吊具、吊件受力情況。

5）正式吊裝：試吊無誤后開始正式吊裝作業(yè)。吊裝過程中對作業(yè)環(huán)境、作業(yè)安全風(fēng)險點等進行實時監(jiān)控。

3.3 實施要點

雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b的方案的制定意在提高現(xiàn)場支柱復(fù)合絕緣子吊裝效率、降低現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險、有效降低施工成本。吊裝作業(yè)前，應(yīng)確保現(xiàn)場材料、工器具、機具、場地、人員情況、作業(yè)環(huán)境等滿足吊裝要求。吊裝過程中，正確的吊帶布置和系扣、卸扣繩的合理設(shè)置是該方案成功的關(guān)鍵。

4 實施效果

通過此次認真、細致的創(chuàng)新實踐，雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b的方案具備明顯且實用的技術(shù)優(yōu)勢，該方案的實施讓直流場支柱復(fù)合絕緣子吊裝作業(yè)時間較以往常規(guī)吊裝方案作業(yè)時間縮短約50%，較大程度提升作業(yè)效率；因方案中減少了高空作業(yè)車、高空作業(yè)人員的投入，總體吊裝成本節(jié)約30%以上；同時，因不涉及高空作業(yè)，極大程度降低作業(yè)安全風(fēng)險。

雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b的方法在直流場支柱復(fù)合絕緣子吊裝中應(yīng)用成功，除帶來相當(dāng)可觀的安全、經(jīng)濟效益外，也具備很強的推廣性、實用性，其他電氣設(shè)備的吊裝作業(yè)可參考使用此方案進行，如套管、支柱式電壓互感器、支柱式避雷器等。

5 結(jié)束語

在國家經(jīng)濟高速、高質(zhì)量發(fā)展的今天，供電可靠性、穩(wěn)定性要求不斷提高，高效、安全、經(jīng)濟的電力供應(yīng)保障措施將不斷得到應(yīng)用及提升。昆北換流站直流場支柱復(fù)合絕緣子雙吊帶交叉箍頂?shù)跹b方案在施工作業(yè)中成功應(yīng)用，為相似類型、相似結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備吊裝施工、檢修更換等提供了實踐經(jīng)驗和參考價值。